固体锂离子电池用电解质合成方案之二

固体锂离子电池用电解质合成方案之二合成方法之二：氮掺杂在玻璃态氧化物同体电解质Li2O-P2O5中引入氮元素后(形成LiPON玻璃)可在提高材料的离子导电性的同时，增加玻璃的硬度、热稳定性以及抗水和盐溶液腐蚀的能力。LiPON金属锂直接接触时在电位高于5V的情况下仍然稳定，从而使得LiPON玻璃作为薄膜锂电池的固体电解质成为可能。有专家制备的Li0.99P02.55N0.30玻璃态无机固体电解质室温离子电导率达3．0×10-7S／cm。氮化之所以能提高玻璃电解质的电导率，是因为氮的引入改变了玻璃氧化物电解质的微观结构：高效液相色谱研究表明，磷酸锂玻璃中引入氮元素后可改变磷酸根阴离子链的分布，类似于“混合离子效应”，形成由一N=连接的磷酸根离子链，P一0键被共价性更强的P—N键取代后其静电吸引力降低，Li在其中的迁移性提高。电池性能的提高主要是使用了具有平滑面的电化学稳定性更好的薄膜固体电解质，充放电过程中无SEI膜的形成且锂离子电池的内阻低。以LiPON玻璃为电解质组装了全固态锂离子蓄电池LiMn2O4／LiPON／V2O5，锂电池在3．5～0．3V间的首次放电比容量约为18uAh／cm，在最初的30次循环中，充放电比容量随循环次数急剧增加，这个电池体系在真空环境下同样表示出很好的充放电性能。很多这方面的专家报道了一系列性能良好的以LiPON薄膜材料为电解质的全固态锂离子电池。