导图社区 固体电解质
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这是一篇关于揭示报废锂离子电池中NCM正极材料的退化行为与机制的思维导图，主要内容包括：结论，结果与讨论，实验，引言，摘要。
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第二章土的物理性质及工程分类
人工智能的运用与历史发展
电池拆解
固体电解质
固态电解质
液态电解质与凝胶电解质优缺点
优势
较高的室温离子导电率
正极材料表面形成稳定的固态电解质膜
劣势
无法满足低温要求
安全性问题
电池充放电库伦效率低
电池性能低
限制与高电压正极材料的使用
固态电解质优势
优异的安全性
高、低温性能稳定
成本较低
电池能量密度较高
界面阻抗问题
限制锂离子在全电池中的有效运输
分类
聚合物固体电解质
无机固体电解质
复合电解质
无机复合固体电解质
非晶态固体电解质（各向同性→离子通道连接更易、界面电阻低， 可获得更高的总离子电导率）
LiPON
非晶态硫化物
主要成分硫化锂Li2S
S相对于O极化更大，与锂相互作用更弱→ 同系列材料中，硫化物电解质具有更高的电导率
晶态固体电解质
钙钛矿型（Pervskite）Li3xLa2/3−xTiO3
碱土金属的钛酸盐（立方、四方、正交多种结晶形式）
0.06＜x＜0.14时为固溶体，四方结构，纯的离子导体， 电子电导率几乎忽略
x=0.11时电导率最高
锂离子在其中以空位机制传导，锂离子运输遵循渗流模型， 具有较高的离子电导率
问题
合成产物组分难控制
界面电阻高→总电导率减小
不能与负极材料直接接触
反钙钛矿型
晶格中离子运输条件：空位、间隙
超离子导体导电的主要驱动力：锂空位、阴离子无序
为了得到锂离子导体，以钙钛矿材料（ABX3）为原型进行材料设计， 使得ABX3中各个元素的电性与传统钙钛矿材料相反
LiRAP材料优势
熔点低→薄膜材料、大规模生产
活化能低、电势高、结构易于调整
极低的电子电导率
密度小、质量轻
与水反应产物环境友好→易于循环利用
成本低
与锂金属电极稳定
具有一定的热稳定性
NASICON型
结构
一般为六方相，随组分变化可能会出现单斜、三斜、四方等结构
材料电阻受限
体相
晶界电阻
目前主要为LATP、LAGP
高的电导率、宽的电化学窗口→应用于全固态锂离子电池、 锂空电池、锂液电池
LATP在低电位时钛离子被还原→ 不能与锂或低电位嵌锂负极材料直接接触使用
LISICON型Li14Zn(GeO4)4
Li14Zn(GeO4)4化合物，Li4GeO4与Zn2GeO4形成互溶相
高温下有较高的电导率，但室温下电导率低
氧化锂含量高→对空气敏感，限制应用
Garnet型
硅酸盐矿物结构
较高的电导率
宽的电化学窗口
空气中稳定、与锂接触稳定
Li3N型
离子导电率、分解电压均较低，限制其在全固体电池中的应用
金属锂表面形成的氮化锂层防止锂枝晶
聚合物复合电解质
目的：增强聚合物电解质的机械稳定性
无机陶瓷在聚合物电解质中的作用
降低聚合物体系的晶相含量，增大离子运输的无定形相，利于锂离子快速传输
填料附近也可形成快速锂离子通道
填料可作为Lewis酸与聚合物中的N、O、F等与Lewis碱反应，增加自由载离子数目
增加聚合物的力学性、成膜性、改善与金属锂的界面状况
无机锂离子导体材料作用
提高聚合物相的无序度，增强锂离子传导
自身可提供锂离子传导通道
锂离子导体的有机-无机复合电解质： 较高的离子导电率、良好的电极-电解质界面
以聚合物为基体，由强极性聚合物和金属盐通过Lewis酸碱反应， 不断发生络合解络合反应，形成具有离子导电性能的高分子材料
与无机固体电解质相比
有很好的柔顺性、良好的成膜性、粘弹性、质量轻
与传统液态锂离子电池相比
避免电解质泄漏，安全性高，重量轻，容量大
聚醚碱金属盐复合物
不含增塑剂
离子传导依赖负极极性聚合物网络中的离子
PEO类聚合物与盐类简单混合而得到的聚合物电解质为主要代表
形成高电导率聚合物电解质条件
