由于液體有機電解質(zhì)存在泄漏等安全問(wèn)題，而全固態(tài)可充電鋰電池不存在此問(wèn)題，其重要性顯著(zhù)提高，用更安全、更可靠的無(wú)機固體電解質(zhì)代替有機液體電解質(zhì)會(huì )提高電池的安全性和耐久性。無(wú)機玻璃材料具有單陽(yáng)離子傳導的優(yōu)勢，副反應較少電化學(xué)窗口非常寬。它們屬于所謂的解耦系統，其中離子傳導弛豫的模式與結構弛豫的模式解耦。
本成果基于玻璃電解質(zhì)的結晶產(chǎn)生微晶玻璃電解質(zhì)，超離子導電晶體通過(guò)玻璃的結晶而沉淀，從前體玻璃中析出熱力學(xué)穩定的結晶相降低了晶界電阻。在這種情況下，晶域之間的晶界被非晶相填充。通過(guò)大量的實(shí)驗研究，我們獲得了高鋰離子電導率的 LiPON ，LiFePO4 ，Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 等玻璃和微晶玻璃固體電解質(zhì)材料，制備的微晶玻璃固體電解質(zhì)顯示出超過(guò) 10-4 Scm-1 的室溫離子電導率。
應用前景：
本成果所制備的玻璃和微晶玻璃固體電解質(zhì)，結構非常致密無(wú)缺陷，實(shí)現了對鋰離子傳輸通道的優(yōu)化。目前微晶玻璃的室溫離子電導率最高可達 7.13× 10-4 S/cm， 電導活化能為 0.24 eV，而且有非常好的空氣穩定性和水穩定性。Li/GC/Li 對稱(chēng)電池的臨界電流密度為 2.67 mA .cm-2。對稱(chēng)電池能夠在 0.04 mA.cm-2 的電流密度下穩定循環(huán) 200 次，過(guò)電勢僅為 0.02 V ，LiFePO4/GC/Li 全電池顯示出 156 mAh g- 1 的初始容量?？芍苽涑纱髩K固體材料，可用于全固態(tài)鋰離子電池的固體電解質(zhì)等領(lǐng)域。玻璃及其微晶玻璃材料的制備工藝簡(jiǎn)單、工藝條件溫和、原料成本低，可滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)要求。
成熟度：實(shí)驗室階段
