¿Cuáles son los componentes centrales de una batería secundaria de litio completamente sólida?

El electrolito sólido es el componente central de la batería secundaria de litio completamente sólida, y su progreso afecta directamente el proceso de industrialización de la batería secundaria de litio completamente sólida. En la actualidad, la investigación de electrolitos sólidos se centra principalmente en tres tipos de materiales: polímeros, óxidos y sulfuros.

Electrolito polimérico sólido (SPE), que consta de matriz polimérica (como poliéster, poliéter, poliamina, etc.) y sales de litio (como LiClO4, LiAsF6, LiPF6, etc.), desde 1973 PV Wright encontró conductividad iónica en la sal de metal alcalino complejos, los materiales poliméricos están muy preocupados debido a su calidad de luz, buena elasticidad y buenas propiedades mecánicas de la electroquímica sólida. SPE es también el primer electrolito sólido que se utiliza en la práctica. Ya en 2011, la empresa francesa Boluolei comenzó a entregar vehículos eléctricos Autoolib a París. El automóvil utiliza un sistema de batería de litio completamente sólido basado en SPE.

Los electrolitos de óxido sólido se pueden clasificar en estado cristalino y amorfo según su estructura. Entre ellos, los electrolitos cristalinos incluyen perovskita, anti-perovskita, granate, NASICON, LISICON, etc., oxidación amorfa. Los puntos calientes de investigación son electrolitos de tipo LiPON y materiales amorfos parcialmente cristalizados utilizados en baterías de película fina.

El electrolito sólido de sulfuro se deriva de un electrolito sólido de óxido en el que un elemento de oxígeno en el cuerpo de óxido se reemplaza por un elemento de azufre. Dado que la electronegatividad del azufre es menor que la del oxígeno, la unión de los iones de litio es pequeña, lo que es beneficioso para obtener más iones de litio que se mueven libremente. Al mismo tiempo, el radio del elemento azufre es mayor que el del elemento oxígeno. Cuando el elemento de azufre reemplaza al elemento de oxígeno, la estructura reticular se expande para formar un canal de iones de litio más grande y la conductividad mejora, y la temperatura ambiente puede alcanzar 10-4-10-2 S / cm.

(2). Materiales positivos

El electrodo positivo de la batería secundaria de litio totalmente sólida generalmente adopta un electrodo compuesto, e incluye un electrolito sólido y un agente conductor además del material activo del electrodo, y funciona para transportar simultáneamente iones y electrones en el electrodo. LiCoO2, LiFePO4 y LiMn2O4 son más comunes. Posteriormente, es posible desarrollar óxidos en capas con alto contenido de níquel, electrodos positivos de níquel-manganeso tipo espinela de alto voltaje a base de manganeso rico en litio. Al mismo tiempo, se debe prestar atención a la investigación y el desarrollo de nuevos materiales de cátodos sin litio.

(3). Material negativo

Los materiales de los electrodos negativos de las baterías secundarias de litio totalmente sólidas se concentran actualmente principalmente en tres categorías: materiales de electrodos negativos de litio metálico, materiales de electrodos negativos de carbono y materiales de electrodos negativos de óxido. Cada uno de los tres materiales principales tiene sus propias ventajas y desventajas. Entre ellos, el material de electrodo negativo de litio metálico se ha convertido en uno de los materiales de electrodo negativo más importantes para baterías de litio totalmente sólidas debido a su alta capacidad y bajo potencial.

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