固态金属锂负极界面研究进展

作     者：赵辰孜 袁洪 卢洋 张强 ZHAO Chenzi;YUAN Hong;LU Yang;ZHANG Qiang

作者机构：清华大学化学工程系绿色反应工程与工艺北京市重点实验室北京100084 北京理工大学前沿交叉科学研究院北京100081 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2021年第40卷第9期

页      面：4986-4997页

核心收录：

学科分类：0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 0827[工学-核科学与技术] 0813[工学-建筑学] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFA0200102,2016YFA0202500) 国家自然科学基金(U1801257) 北京市自然科学基金(Z20J00043) 

主　　题：金属锂负极 固态电解质 界面 固态电池 离子传输 

摘      要：开发下一代高安全性、高能量密度电池是电动汽车、可穿戴便携电子设备与可再生能源高效利用的关键。固态金属锂电池是极有希望的下一代电池体系。本文首先综述了固态电解质与界面特性,包括固态电解质中的离子传输机理和固态电解质分类,指出金属锂电极与固态电解质之间有限的固-固界面接触是固态金属锂电池实用化的重要挑战,其界面演变特性主导了固态电池的性能表现。界面演变是机械-化学-电化学耦合的过程。其次,文章综述了电池界面失效机制与构筑策略,指出界面失效包括枝晶状沉积引发的电池短路与空穴累积、副反应导致的电化学界面脱触等,使用界面润湿剂、引入界面缓冲层或构造三维多孔骨架结构化电极等是解决界面问题的重要手段。最后,文章总结指出,固态金属锂电池仍有巨大的进步空间,先进的理论研究和表征手段为进一步认识和理解固-固界面提供了新的机遇,通过界面化学、材料科学、系统工程等领域的交叉共融,有望共同推动下一代高安全、高能量密度固态储能技术的发展。