固体电解质锂电池是一种全固态电源系统,没有电解质的腐蚀和管理问题
固体电解质锂电池是第三代锂电池,是一种全固态电源系统,没有电解质的腐蚀和管理问题。作为固体电解质的氧化物,有ZrO2-CaO系、ZrO2-Y2O3系以及ZrO2-M2O3系的固熔物。ZrO2在1150度时发生由单钭晶型向正方晶型的转化,同时伴有约9%的体积变化。加入Ca、Y的氧化物之后,可防止体积发生变化而得到稳定的萤石型晶体结构的氧化锆。为了提高固体电解质的电导率,一个重要的问题是设法将固体电解质作成超薄型的膜。用电子射线沉积法或火焰喷雾法,可将固体电解质制成0.001~0.1mm的膜。也可用等离子喷射法将氧化锆与掺杂氧化物边反应边沉积到电极基板上。德国能源开发局用这种等离子喷射法制得了厚度为30~100um的固体电解质膜。还可以使锆盐和掺杂盐发生水解反应,用化学气相沉积法(CVD法)制成固体电解质膜。美国Westinghouse电力公司用ZrCl4、YCl3和水蒸气在1100度高温下发生CVD反应,制得了厚度为20~30um的膜。