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1、复合固态电解质 无机固体电解质中的离子电导率是由微观缺陷或无序引起的。换句话说,完美的离子化合物晶体将成为绝缘体。允许快速离子迁移的晶体结构通常是无序的、有通道的或分层的,都具有低的离子跳跃激活势垒。尽管阳离子以及阴离子可以在固体晶格中移动,但由于阳离子的尺寸较小,因此通常倾向于阳离子的迁移性。许多已知的超离子固体是阳离子的(例如 Li+,Na+和 K+)导体。因此,无机固态电解质被认为是经典的单离子导体。离子电导率的表观活化能(Ea)包含缺陷形成能 Ef 和迁移能 Em。例如,晶体磷酸锂锗(LGP)中离子传导的主要机理是 Li+离子迁移通过微晶并在微晶之间跳跃,从而形成了渗流路径。在循环时增
2、加并确保固相(电解质和电极)之间的接触一直是研究人员持续努力的方向。两相之间的接触不良通常会导致电荷转移缓慢,这是由于跨固体电解质/电极界面的高界面电阻导致的。高界面抵抗的起源可以归因于以下一个或多个因素:物理界面接触不良、体积变化导致的接触的机械失效、由于陶瓷和电极材料之间巨大的化学势差而形成的锂或钠耗尽的空间电荷层及由于元素相互扩散和/或反应性导致的界面恶化。尽管人们期望固体电解质由于其机械强度而不受锂枝晶生长的影响,但最近的报道表明,金属锂具有渗透固体材料的能力。对此两点评论如下:(1)必须制造一种固体电极/电解质复合材料以“离子连接”电极(在普通的锂离子电池中,液体电解液会浸透电极)。有时在高温下形成复合材料时会导致不良的副反应。(2)据报道,锂枝晶沿晶界及其周围生长。