全固態(tài)鋰二次電池的核心部件是什么？

　　固體電解質(zhì)是全固態(tài)鋰二次電池的核心部件，其進展直接影響全固態(tài)鋰二次電池產(chǎn)業(yè)化的進程。目前固體電解質(zhì)的研究主要集中在三大類材料：聚合物、氧化物和硫化物。

　　表：三類固體電解質(zhì)主要體系和性能

　　聚合物固體電解質(zhì)（SPE），由聚合物基體（如聚酯、聚醚和聚胺等）和鋰鹽（如LiClO4、LiAsF6、LiPF6等）構(gòu)成，自從1973年P(guān).V.Wright在堿金屬鹽復合物中發(fā)現(xiàn)離子導電性后，聚合物材料由于其質(zhì)量較輕、彈性較好、機械加工性能優(yōu)良的固態(tài)電化學特性而受到廣泛關(guān)注。SPE也是最早實現(xiàn)實際應(yīng)用的固體電解質(zhì)，早在2011年法國企業(yè)博洛雷就開始向巴黎投送Autolib電動車，該車就是采用基于SPE的全固態(tài)鋰電池系統(tǒng)。

　　氧化物固體電解質(zhì)按照物質(zhì)結(jié)構(gòu)可以分為晶態(tài)和非晶態(tài)兩類，其中晶態(tài)電解質(zhì)包括鈣鈦礦型、反鈣鈦礦型、石榴石型、NASICON型、LISICON型等，非晶態(tài)氧化物的研究熱點是用在薄膜電池中的LiPON型電解質(zhì)和部分晶化的非晶態(tài)材料。

　　硫化物固體電解質(zhì)是由氧化物固體電解質(zhì)衍生出來的，電解質(zhì)中的氧化物機體中氧元素被硫元素所取代。由于硫元素的電負性比氧元素要小，對鋰離子的束縛要小，有利于得到更多自由移動的鋰離子。同時，硫元素的半徑比氧元素要大，當硫元素取代氧元素時使晶格結(jié)構(gòu)擴展，形成較大的鋰離子通道而提升導電率，室溫下可達10-4-10-2S/cm。

　　(2).正極材料

　　全固態(tài)鋰二次電池的正極一般采用復合電極，除了電極活性物質(zhì)外還包括固體電解質(zhì)和導電劑，在電極中起到同時傳輸離子和電子的作用。LiCoO2、LiFePO4、LiMn2O4研究較為普遍，后期可能開發(fā)高鎳層狀氧化物、富鋰錳基及高電壓鎳錳尖晶石型正極，也同時應(yīng)關(guān)注不含鋰的新型正極材料的研究和開發(fā)。

　　(3).負極材料

　　全固態(tài)鋰二次電池的負極材料目前主要集中在金屬鋰負極材料、碳族負極材料和氧化物負極材料三大類，三大材料各有優(yōu)缺點，其中金屬鋰負極材料因其高容量和低電位的優(yōu)點成為全固態(tài)鋰電池最主要的負極材料之一。

　　表：三類負極材料主要體系和性能