钠离子硫化物固态电解质研究进展

作者：贾曼曼; 张隆^*

来源：储能科学与技术, 2020, 9(05): 1266-1283.

DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2020.0108

• 硫化物电解质
• 全固态钠电池
• 制备工艺
• 离子电导率
• 界面

全固态钠离子电池由正极、固态电解质和负极三部分组成,固态电解质作为导通离子隔绝电子的核心部件,既需要高的离子电导率,又要求良好的电解质-电极的固固接触和界面稳定性以维持有效的离子传输。硫化物电解质因具有众多优势而备受关注。近年来,在提高其离子电导率方面已取得较大进展,在对其化学稳定性、与电极材料的界面稳定性等方面研究还在不断深入。本文通过对近期相关文献的梳理,讨论了目前钠离子硫化物无机固态电解质的发展概况,分别对硫化物电解质的制备工艺、结构以及电导率做了系统评述,着重介绍了机械化学合成、固相烧结以及化学液相合成的方法,系统分析了基于Na3PS4和Na3SbS4的三元硫化物及基于Na11Sn2PS12和Na11Sn2SbS12的四元硫化物的成分设计策略,重点总结了阴离子和阳离子掺杂所导致的钠离子空位/间隙、离子结合能、晶格软化、钠离子分布、结构对称性等变化对优化离子输运的作用机制。同时,总结了基于硫化物电解质的全固态钠电池界面特性的研究进展,主要分析了正极-电解质固固接触的改善策略和金属负极-电解质界面失效机理和稳定性提升措施,表明解决界面问题的紧迫性。最后,展望了钠离子硫化物电解质下一步可能的发展方向。

• 单位
  亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室; 燕山大学