全固态锂电池中金属锂负极及其界面设计的研究进展

摘要：

锂金属具有低的氧化还原电位(-3.04 V vs标准氢电极)和高比容量(3860 mAh/g),是理想的锂二次电池负极材料.由金属锂负极/固态电解质/嵌锂正极组装的固态锂电池,有望成为未来航空航天、机器人、高端电子和电动汽车等相关技术产业的动力源.然而,在充放电过程中,由于锂的不均匀沉积-溶解造成锂与电解质接触面产生大量树枝状枝晶,并沿着电解质方向不断生长,最终造成电池内部短路而失效.使用较高杨氏模量的固态电解质,可以很大程度上阻挡锂枝晶的生长,但仍不能满足电池长循环和安全性的要求.此外,金属锂与固态电解质表面是固固接触,造成了界面电阻大以及金属锂与固态电解质的界面反应等问题,这严重阻碍了固态锂金属电池的发展与使用.本文综述了近年来基于固态电解质的金属锂电池抑制锂枝晶生长和提高固固界面相容性的相关策略,并对金属锂/固态电解质界面设计的发展趋势进行展望.

关键词：锂金属电池;锂枝晶;固态电解质;界面设计;复合电解质

所属期刊栏目：49

分类号：O646.21(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金;北京市杰出青年科学基金;中国科学院大连洁净能源研究院合作基金

在线出版日期：2021-08-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共17页

页码：26-42