中國(guó)粉體網(wǎng)訊 固態(tài)鋰電池與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，具有能量密度高,、循環(huán)壽命長(zhǎng)及安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今能源存儲(chǔ)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。固態(tài)鋰電池采用的是固體電解質(zhì),，對(duì)固體電解質(zhì)來說界面相容性和穩(wěn)定性是研究重點(diǎn)，也是攻克難點(diǎn)之一,，可謂是固態(tài)鋰電池的頭號(hào)“殺手”,。解決固態(tài)鋰電池中的界面問題是取得電池性能根本性突破的關(guān)鍵因素。
固體電解質(zhì)內(nèi)部界面
在無機(jī)固體電解質(zhì)中包含兩種類型的晶界,，一是晶粒內(nèi)部由于晶體生長(zhǎng)方向不同所產(chǎn)生的致密晶界（正負(fù)極,、電解質(zhì)晶粒內(nèi)部產(chǎn)生的位錯(cuò)、缺陷晶界）,，這種晶界存在于電極與固體電解質(zhì)材料晶粒內(nèi)部,，結(jié)合較為緊密，界面較為平整,；第二種是晶粒與晶粒之間燒結(jié)所產(chǎn)生的晶界,，受溫度、壓力,、氣氛等因素的影響,，界面結(jié)構(gòu)尺寸比例較小，邊緣會(huì)有部分氣孔和雜質(zhì)相,。當(dāng)晶界兩側(cè)屬于不同物相,，擴(kuò)散現(xiàn)象較為嚴(yán)重。晶界處的缺陷和雜質(zhì)會(huì)顯著降低離子傳輸速率,，導(dǎo)致電解質(zhì)整體離子電導(dǎo)率下降,。
負(fù)極-固體電解質(zhì)界面
傳統(tǒng)的鋰金屬電池是以金屬鋰作為電池負(fù)極材料,，但由于會(huì)產(chǎn)生SEI膜和鋰枝晶，使得電池的安全性非常差,。在固態(tài)鋰電池中,，材料固體電解質(zhì)作為鋰離子傳輸介質(zhì)，可以有效抑制鋰枝晶的生長(zhǎng),，大大提高電池的安全性,。但金屬鋰還原性強(qiáng)，極易使固體電解質(zhì)中某些高價(jià)金屬陽(yáng)離子得電子而被還原,，生成高界面電阻相,，降低化學(xué)穩(wěn)定性。另外,，固體電解質(zhì)與鋰金屬形成的界面浸潤(rùn)性差,，固固接觸會(huì)顯著提高界面抗阻。
正極-固體電解質(zhì)界面
在固態(tài)鋰電池中正極與電解質(zhì)之間的界面由固態(tài)界面轉(zhuǎn)變?yōu)楣坦探缑�,，所以此界面也具有更高的接觸電阻,。不僅如此，某些正極材料在循環(huán)過程中容易發(fā)生過渡金屬元素的析出,，降低電池的循環(huán)穩(wěn)定性,，同時(shí)，電極在充放電過程中由于體積變化而導(dǎo)致的界面應(yīng)力會(huì)增加電極的局部畸變,，使電荷轉(zhuǎn)移電阻增加,。
以上問題最大的“元兇”當(dāng)屬界面，那么如何降低界面對(duì)固態(tài)鋰電池的影響呢,？對(duì)界面性能的研究又有哪些,？歡迎參加由中國(guó)粉體網(wǎng)舉辦的“2019高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)研討會(huì)暨第三屆能源顆粒材料制備及應(yīng)用技術(shù)高峰論壇”，屆時(shí)我們將邀請(qǐng)來自燕山大學(xué)的張隆教授作《無機(jī)固體電解質(zhì)及其界面性能研究》報(bào)告,，帶來更多關(guān)于固態(tài)電解質(zhì)界面性能的精彩內(nèi)容,，期待您的到來。
參考來源：
畢志杰.固態(tài)鋰電池界面問題的研究進(jìn)展
白立雄.石榴石型Li7La3Zr2O12固體電解質(zhì)的制備及界面行為研究
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）
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