采用由富锂靶材制备的锂磷氧氮电解质使全固态薄膜锂电池的性能得以提升

2018-08-10

近日，中国科学院深圳先进技术研究院光子信息与能源材料研究中心杨春雷研究员及其研究团队采用富锂靶材成功制备出了锂补偿的锂磷氧氮固态电解质，大大提升了锂离子电导率和全固态薄膜锂电池的充放电速率和容量保持率。相关研究成果
“采用由富锂靶材制备的锂磷氧氮电解质使全固态薄膜锂电池的性能得以提升” 于2018年7月25日发表在的Solid State Ionics （固态离子）上。（论文链接https://doi.org/10.1016/j.ssi.2018.07.011）
全固态薄膜锂电池是近年来锂电池领域的一个重要研究方向，在便携式电子设备、植入医疗器件、智能柔性可穿戴电子等领域具有重要的应用前景。在全固态薄膜锂电池中，正极、负极和电解质是三个必要的组成部分，尤其是电解质对电池性能
影响的重要性越来越被人们认识到，众多的固态或固液混合态电解质被测试研究，其中锂磷氧氮固态电解质被寄予了厚望。
为此，杨春雷研究员及其团队成员钟国华、童君、肖东丽等人成功开发了一种新的锂磷氧氮固态电解质。这种新的锂磷氧氮电解质是基于富锂的磷酸锂靶材制备，与传统锂磷氧氮电解质比，在这种新型电解质中锂的含量会大大增加，从而使锂离
子电导率大大提升。基于此种新型电解质和钴酸锂正极以及锂负极材料制备的全固态薄膜锂离子电池，其充放电速率和多次循环后的容量保持率等性能都得到大大提升。这种锂补偿的固态电解质对改进电解质性能提供了新思路，也对提升钴酸锂类全
固态薄膜锂电池的性能具有重要的意义。
该研究得到国家自然科学基金和深圳市基础研究项目等项目的资助支持。

图1. （a）和（b）分布是锂磷氧氮电解质的二维、三维原子力显微图像；（c）电解质的阻抗行为比较；（d）循环下的放电电容