电池电解质的研究的分析

目前固体电解质的研究主要集中在三大类材料：聚合物、氧化物和硫化物。

聚合物高温性能好，率先实现商业化

聚合物固态电解质(SPE)由聚合物基体(如聚酯、聚酶和聚胺等)和锂盐(如LiClO4、LiPF6、LiBF4等)构成，锂离子以锂盐的形式「溶于」聚合物基体(「固态溶剂」)，传输速率主要受到与基体相互作用及链段活动能力的影响。

在高温条件下，聚合物离子电导率高，容易成膜，最先实现了小规模商业化生产。

目前量产聚合物固态电池中聚合物电解质的材料体系是聚环氧乙烷(PEO)，室温电导率一般在10^(-5)S/cm。

目前固体电解质的研究主要集中在三大类材料：聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高温性能好，率先实现商业化聚合物固态电解质(SPE)由聚合物基体(如聚酯、聚酶和聚胺等)和锂盐(如LiClO4、LiPF6、LiBF4等)构成，锂离子以锂盐的形式「溶于」聚合物基体(「固态溶剂」)，传输速率主要受到与基体相互作用及链段活动能力的影响。在高温条件下，聚合物离子电导率高，容易成膜，最先实现了小规模商业化生产。目前量产聚合物固态电池中聚合物电解质的材料体系是聚环氧乙烷(PEO)，室温电导率

PEO的氧化电位在3.8V，钴酸锂、层状氧化物、尖晶石氧化物等高能量密度正极难以与之匹配，需要对其改性;其次，PEO基电解质工作温度在60～85℃,电池系统需要热管理;再次，倍率特性也有待提高。

目前聚合物室温电导率较低以及较低的电压其大规模产业化发展仍有限制。

氧化物循环性能良好，适用于薄膜柔性结构

氧化物固体电解质按照物质结构可以分为晶态和非晶态两类，晶态电解质包括钙钛矿型、NASICON型(Na快离子导体)、石榴石型、LISICON型等，玻璃态(非晶态)氧化物的研究热点是用在薄膜电池中的LiPON型电解质和部分晶化的非晶态材料。

氧化物晶态固体电解质化学稳定性高，部分样品可以在50C下工作,循环45000次后,容量保持率达95%以上。

氧化物的低室温电导率是主要障碍，目前改善方法主要是元素替换和异价元素掺杂。

LiPON是全固态薄膜电池的标准电解质材料，并且已经得到了商业化应用。

硫化物电导率最高，是未来主要方向

硫化物主要包括thio-LISICON、LiGPS、LiSnPS、LiSiPS、Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3等，室温离子电导率可以达到10-3~10-2S/cm，接近甚至超过有机电解液，同时具有热稳定高、安全性能好、电化学稳定窗口宽(达5V以上)的特点，在高功率以及高低温固态电池方面优势突出。

相对于氧化物，硫化物由于相对较软，更容易加工，通过热压法可以制备全固态锂电池，但还存在空气敏感，容易氧化，遇水容易产生硫化氢等有害气体的问题。