储能科学与技术

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1. 锂电池百篇论文点评（2023.12.1—2024.1.31）

孙蔷馥, 申晓宇, 岑官骏, 乔荣涵, 朱璟, 郝峻丰, 张新新, 田孟羽, 金周, 詹元杰, 闫勇, 贲留斌, 俞海龙, 刘燕燕, 黄学杰

储能科学与技术 2024, 13 (3): 725-741. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.0142

摘要（116）

PDF（pc）（930KB）（158）

本文是一篇近两个月的锂电池文献评述，以“lithium”和“battery*”为关键词检索了Web of Science从2023年12月1日至2024年1月31日上线的锂电池研究论文，共有6213篇，选择其中100篇加以评论。正极材料的研究集中于高镍三元、富锂正极材料的掺杂改性和表面包覆，以及其在长循环过程中的结构演变等。负极材料的研究重点包括硅基负极的界面调控和材料制备优化以缓冲体积变化、金属锂负极的界面构筑与调控。固态电解质的研究主要包括氯化物固态电解质、硫化物固态电解质和聚合物固态电解质的结构设计以及相关性能研究，电解液研究则主要包括不同电解质盐和溶剂对各类电池材料体系适配的研究，以及对新的功能性添加剂的探索。针对固态电池，正极材料的体相改性和表面包覆、复合正极制备与界面修饰、锂金属负极的界面构筑和三维结构设计有多篇文献报道。锂硫电池的研究重点是硫正极的结构设计、功能涂层和电解液的改进，固态锂硫电池也引起了广泛关注。电池工艺技术方面的研究包括干法等电极制备技术、黏结剂的研究。表征分析涵盖了正极材料的结构相变、锂沉积负极的界面演变等。理论模拟工作侧重于界面离子传输的研究，以及通过计算模拟来优化电极结构。

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2. 全固态锂电池技术的研究现状与展望

许晓雄, 邱志军, 官亦标, 黄祯, 金翼

储能科学与技术 2013, 2 (4): 331-341. DOI: 10.3969/j.issn.2095-4239.2013.04.001

摘要（4822）

PDF（pc）（3840KB）（9020）

现有电化学储能锂离子电池系统采用液体电解质,易泄露,易腐蚀,服役寿命短,具有安全隐患.薄膜型全固态锂电池,大容量聚合物全固态锂电池和大容量无机全固态锂电池是一类以非可燃性固体电解质取代传统锂离子电池中液态电解质,锂离子通过在正负极间嵌入-脱出并与电子发生电荷交换后实现电能与化学能转换的新型高安全性锂二次电池.作者综述了各种全固态锂电池的研究和开发现状,包括固态锂电池的构造,工作原理和性能特征,锂离子固体电解质材料与电极/电解质界面调控,固态整电池技术等方面,提出并详细分析了该技术面临的主要科学与技术问题,最后指出了全固态锂电池技术未来的发展趋势.

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3. 钠离子电池：从基础研究到工程化探索

容晓晖, 陆雅翔, 戚兴国, 周权, 孔维和, 唐堃, 陈立泉, 胡勇胜

储能科学与技术 2020, 9 (2): 515-522. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2020.0054

摘要（3971）

HTML （450）

PDF（pc）（3020KB）（5471）

近年来，对低成本储能技术日益增长的需求促使越来越多的科研人员和工程师加入到钠离子电池基础研究和工程化探索的事业中来，钠离子电池以可观的速度在近10年内快速成长。本文首先分析了全球锂资源形势，尤其是我国锂资源存在的潜在风险；随后回顾了钠离子电池的前世今生，并着重介绍了近些年全球钠离子电池的产业化现状。根据本领域最新的研究进展，提炼出了钠离子电池在成本、性能等方面的7大优势，这些优势使钠离子电池具有巨大的发展潜力。最后重点介绍了本研究团队在铜基层状氧化物正极和无定形碳负极等低成本电极材料研发及其工程化放大，以及钠离子电池研制和示范应用方面的工作。钠离子电池的成功示范证明了其实际应用的可行性。通过对电极材料、电解液、制造和成组工艺以及电池管理等方面进行优化，有望进一步提升钠离子电池的综合性能，尽快实现在低速电动车、数据中心后备电源、通讯基站、家庭/工业储能、大规模储能等领域的应用。

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4. 高压储氢容器研究进展

李建, 张立新, 李瑞懿, 杨啸, 张挺

储能科学与技术 2021, 10 (5): 1835-1844. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0309

摘要（1239）

HTML （102）

PDF（pc）（6699KB）（1566）

介绍了几种高压气态储氢容器，包括高压储氢气瓶、高压复合储氢罐和玻璃储氢容器。高压储氢气瓶包括全金属气瓶和纤维复合材料缠绕气瓶，其具有充放氢简单、氢气浓度高等优点，是目前唯一商业使用的高压储氢容器。高压复合储氢罐是通过储氢材料存储氢气实现固态储氢，并在粉体材料之间的空隙也参与储氢，实现气-固混合储氢，具有体积储氢密度大、充氢速度快、低温下工作性能好等优点。玻璃储氢容器包括空心玻璃微球和玻璃毛细管阵列，是一种新型的高压储氢容器，其具有质量体积密度高、安全性好、成本低、无氢脆现象等优点，有望与燃料电池组合应用于各种移动电子设备。目前相关理论研究已证明了其有作为储氢容器的潜力，但由于其相关配套等器件还不完善，离商业化应用还有一段距离。本文比较了几种商用的高压储氢气瓶性能，重点介绍了玻璃储氢容器的储氢机理、技术现状及相关研究，并对几种储氢容器未来的技术研究方向进行了展望。

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5. 2022年中国储能技术研究进展

陈海生, 李泓, 徐玉杰, 陈满, 王亮, 戴兴建, 徐德厚, 唐西胜, 李先锋, 胡勇胜, 马衍伟, 刘语, 苏伟, 王青松, 陈军, 卓萍, 肖立业, 周学志, 冯自平, 蒋凯, 尉海军, 唐永炳, 陈人杰, 刘亚涛, 张宇鑫, 林曦鹏, 郭欢, 张涵, 张长昆, 胡东旭, 容晓晖, 张熊, 金凯强, 姜丽华, 彭煜民, 刘世奇, 朱轶林, 王星, 周鑫, 欧学武, 庞全全, 俞振华, 刘为, 岳芬, 李臻, 宋振, 王志峰, 宋文吉, 林海波, 李杰才, 易斌, 李福军, 潘新慧, 李丽, 马一鸣, 李煌

储能科学与技术 2023, 12 (5): 1516-1552. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0330

摘要（884）

HTML （229）

PDF（pc）（3233KB）（1564）

本文对2022年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析，总结了2022年中国储能领域的主要技术进展，包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、锂离子电池、铅蓄电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、新型储能技术、集成技术和消防安全技术等。结果表明，2022年中国储能技术在基础研究、关键技术和集成示范方面均有重要进展，中国已成为世界储能技术基础研究、技术研发和集成应用最活跃的国家。

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6. 锂离子电池产气机制及基于电解液的抑制策略

徐冲, 徐宁, 蒋志敏, 李中凯, 胡洋, 严红, 马国强

储能科学与技术 2023, 12 (7): 2119-2133. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0212

摘要（656）

HTML （136）

PDF（pc）（13368KB）（881）

便携式设备、电动汽车和储能设施的快速发展对锂离子电池的成本、充电倍率、使用寿命和安全性等提出了更高要求。然而，锂离子电池在循环和存储过程中会产气，造成电池体积膨胀、极片/隔膜错位以及电池极化增加，是导致电池寿命衰减甚至引发安全问题的重要原因。本文从锂离子电池产气种类出发，总结了锂离子电池中H₂、O₂、烯烃、烷烃、CO₂和CO 6类主要气体的产生机制以及电池温度、电压窗口、电极材料等因素对气体产生的影响，并讨论了这些气体产生与电池性能变化和电池安全之间的关系。此外，本文基于电解液视角提出了抑制策略，主要围绕提升电解液稳定性和构建稳固的电极/电解液界面两个维度展开。清除电池中的活性氧、痕量水和氢氟酸，降低溶剂中环状碳酸酯含量以及使用氟代溶剂均可以有效提升电解液稳定性，使用各类功能添加剂调控电极/电解液界面组分可以有效提升电池界面稳定性，最终达到抑制产气的效果。最后，本文提出了目前针对电池产气仍需解决的问题，为后续深入探究电池产气机理以及开发更有效的产气抑制策略进行了展望。

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7. 锂离子电池失效分析概述

王其钰，王朔，张杰男，郑杰允，禹习谦，李泓

储能科学与技术 2017, 6 (5): 1008-1025. DOI: 10.12028/j.issn.2095-4239.2017.00022

摘要（4187）

PDF（pc）（38291KB）（7354）

商业化的锂离子电池在使用或储存过程中常出现某些失效现象，包括容量衰减、内阻增大、倍率性能降低、产气、漏液、短路、变形、热失控、析锂等，严重降低了锂离子电池的使用性能、一致性、可靠性、安全性。这些失效现象是由电池内部一系列复杂的化学和物理机制相互作用引起的。对失效现象的正确分析和理解对锂离子电池性能的提升和技术改进有着重要作用。锂离子电池失效分析是以电池的失效现象为起点，针对该现象选择适当的测试分析手段，设计合理、有效的失效分析流程，挖掘电池在材料制备和制造工艺层面上的失效主要原因，并能提供相关可靠有效的优化建议。本文综述了锂离子电池的失效现象及其失效机理、失效分析常见的测试分析方法、失效分析流程的设计，并列举了容量衰减、热失控和产气等方面相关分析案例进行说明。

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8. 磷酸锰铁锂正极材料改性研究进展

文志朋, 潘凯, 韦毅, 郭佳文, 覃善丽, 蒋雯, 吴炼, 廖欢

储能科学与技术 2024, 13 (3): 770-787. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2023.0771

摘要（518）

PDF（pc）（11783KB）（118）

正极材料是决定锂离子电池性能的关键材料之一，直接影响电池的能量密度、循环寿命、倍率性能及安全性能。橄榄石型LiMnFePO₄具有能量密度高、成本低、环境友好、安全稳定等优点，被认为是一种很有前途的锂离子电池正极材料。然而，LiMnFePO₄具有橄榄石结构磷酸盐基化合物电子电导率低、Li⁺一维扩散速率慢等固有缺陷，严重阻碍了其在高性能锂离子电池中的大规模应用。如何提升LiMnFePO₄的导电子/离子性能，是当前需要解决的关键问题。本文全面综述了LiMnFePO₄正极材料的结构特征、合成方法及其导电性能提升的研究进展，着重介绍了表面包覆、形貌控制和离子掺杂等方法对提升LiMnFePO₄正极材料导电性能的效果及其作用机理，虽然上述三类改性方法均可一定程度地优化材料颗粒间电子/离子传输路径，实现LiMnFePO₄正极材料导电性能的提升。但是单独采用这些方法依然难以从根本上解决LiMnFePO₄导电性差的问题。为进一步提升LiMnFePO₄正极材料的综合性能，本文在总结当前研究进展的基础上，对LiMnFePO₄未来的研究思路和发展方向进行了展望。提出了通过杂原子掺杂优质碳材料包覆、短b轴形貌控制以及离子掺杂等方法联合改性的策略。该策略有望进一步提升LiMnFePO₄正极材料的导电性能，获得高容量、高倍率、高稳定性的LiMnFePO₄正极材料。

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9. 全固态锂电池的电极制备与组装方法

崔言明, 张秩华, 黄园桥, 林久, 姚霞银, 许晓雄

储能科学与技术 2021, 10 (3): 836-847. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0090

摘要（1727）

HTML （309）

PDF（pc）（4492KB）（2393）

全固态锂电池由于具有安全性高、循环寿命长、能量密度高等特点，在化学电源领域具有非常好的应用前景。因全固态锂电池是一种使用固体电极材料和固体电解质材料，不含任何液体的锂电池，所以全固态锂电池的电极制备以及组装与现有液态锂电池的方法存在较大差异。本文详细综述了典型的几类全固态锂电池的电极制备与组装方法及相应的性能特征，分别针对氧化物、硫化物以及聚合物固体电解质体系，归纳分析其结构、正极制备方法、负极修饰方法以及电池组装方式，并在最后对全固态锂电池的实验室开发组装方式给出了建议，为全固态电池研究的同行们提供借鉴和参考。

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10. 电池-超级电容器混合储能系统研究进展

乔亮波, 张晓虎, 孙现众, 张熊, 马衍伟

储能科学与技术 2022, 11 (1): 98-106. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0229

摘要（1107）

HTML （97）

PDF（pc）（3073KB）（1334）

储能是解决可再生能源大规模发电并网、推动新能源汽车发展、实现“碳达峰”“碳中和”中长期目标的关键支撑技术。能量型储能器件与功率型储能器件组成的混合储能系统是能量管理和功率管理的高效系统，充分发挥了能量型储能的持久性和功率型储能的快速性，大幅提升了储能系统的综合性能和经济性。本文概述了能量型和功率型电化学储能技术及特点，总结了各类电池-超级电容器混合储能系统，分析了混合储能系统在电网储能、新能源汽车、轨道交通等领域的应用。详细分析了电池-超级电容器混合储能系统关键技术，包括混合储能系统控制和能量管理，总结了近期较为常见的混合储能系统使用的控制方法；混合储能系统的参数匹配和技术经济性进行分析；介绍了混合储能系统拓扑结构分类，并讨论各种拓扑结构的优缺点。此外，还对电池-超级电容器混合储能系统和单一储能系统进行了仿真对比，验证了混合储能系统相较于单一储能系统的优越性。最后，对电池-超级电容器混合储能系统进行了总结和展望。

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11. 2021年中国储能技术研究进展

陈海生, 李泓, 马文涛, 徐玉杰, 王志峰, 陈满, 胡东旭, 李先锋, 唐西胜, 胡勇胜, 马衍伟, 蒋凯, 钱昊, 王青松, 王亮, 张新敬, 王星, 徐德厚, 周学志, 刘为, 吴贤章, 汪东林, 和庆钢, 马紫峰, 陆雅翔, 张雪松, 李泉, 索鎏敏, 郭欢, 俞振华, 梅文昕, 秦鹏

储能科学与技术 2022, 11 (3): 1052-1076. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0105

摘要（2378）

HTML （422）

PDF（pc）（1662KB）（4393）

本文对2021年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析，总结得出了2021年中国储能技术领域的主要技术进展，包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、新型储能技术、集成技术和消防安全技术等。研究结果表明，中国储能技术在基础研究、关键技术和集成示范方面均取得了重要进展，中国已经成为世界储能技术基础研究最活跃的国家，也已成为世界储能技术研发和示范的主要核心国家之一。

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12. 锂电池研究中的EIS实验测量和分析方法

凌仕刚, 许洁茹, 李泓

储能科学与技术 2018, 7 (4): 732-749. DOI: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0092

摘要（3313）

PDF（pc）（23460KB）（5518）

电化学阻抗谱是一种重要的电化学测试方法，在电化学领域尤其是锂离子电池领域具有广泛的应用，如电导率、表观化学扩散系数、SEI的生长演变、电荷转移及物质传递过程的动态测量。本文介绍了电化学阻抗谱的基本原理、测试方法、测试注意事项、常用电化学阻抗测量设备及测试流程，并结合实际案例，具体分析了电化学阻抗谱在锂离子电池中的应用。

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13. 固态电解质锂镧锆氧（LLZO）的研究进展

姜鹏峰, 石元盛, 李康万, 韩百川, 颜立全, 孙洋, 卢侠

储能科学与技术 2020, 9 (2): 523-537. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0286

摘要（2820）

HTML （112）

PDF（pc）（5127KB）（2913）

高安全、高能量密度以及长寿命全固态电池被视为下一代最重要的储能技术之一，而开发高性能固态电池的核心之一就是制备性能匹配的固态电解质。石榴石型的Li₇La₃Zr₂O₁₂（LLZO）固态电解质因其高离子电导（室温下约10^-3 S/cm）、高电化学稳定性和对正极材料及锂金属负极良好的化学稳定性,自2007年被发现之后，便被认为是颇具前景的一类固态电解质材料。本文系统地综述了LLZO在结构调控、掺杂策略、离子输运机制认识以及界面稳定策略等最新进展；总结了对富锂石榴石结构、快离子输运行为的认识过程；并系统介绍了优化正极/负极与石榴石型固体电解质界面结构,改善界面润湿性的解决思路及LLZO基固态电解质材料构筑固态电池的进展，以期为探索全固态锂离子电池的实际应用提供借鉴。

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14. 锂离子固体电解质研究中的电化学测试方法

黄晓, 吴林斌, 黄祯, 林久, 许晓雄

储能科学与技术 2020, 9 (2): 479-500. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2019.0296

摘要（2115）

HTML （189）

PDF（pc）（12753KB）（2440）

锂离子固体电解质是发展高安全性固态锂电池的关键材料，其性能与全电池的性能表现密切相关。离子电导率、电子电导率、化学窗口和对锂界面稳定性是锂离子固体电解质的基础电化学性能。对这些基础性能的准确测试有助于分析锂离子固体电解质材料的特性与功能，指导固态电池的构建。本文详细介绍交流阻抗谱法测试锂离子固体电解质的离子电导率的原理，并结合实例分析了仪器设备、阻塞电极、电极引线和测试偏压对测量结果的影响。针对氧化物、硫化物和聚合物三类锂离子固体电解质体系，本文介绍对称电池的制作方法并结合实测得到的典型阻抗谱曲线分析不同种类电解质材料的差异。此外，本文详细阐述了基于离子阻塞电极的直流极化方法测量电解质的电子电导率、基于改进的Hebb-Wagner电池构型的循环伏安法测量电解质的电化学窗口和基于金属锂对称电池的电化学循环方法测量电解质与锂的界面稳定性，并结合具体案例阐述数据的分析。

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15. 钠离子电池层状氧化物正极：层间滑移，相变与性能

刘欢庆, 高旭, 陈军, 尹首懿, 邹康宇, 徐来强, 邹国强, 侯红帅, 纪效波

储能科学与技术 2020, 9 (5): 1327-1339. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2020.0123

摘要（852）

HTML （146）

PDF（pc）（8592KB）（1274）

由于钠资源丰富，钠离子电池（SIB）作为二次离子电池已经受到越来越多地关注，特别是对于大规模储能而言。但是，由于缺乏合适的宿主材料可逆地脱/嵌Na离子，其发展受到了极大限制。层状过渡金属氧化物（Na_xMO₂，M=Fe、Mn、Ni、Co、Cr及其组合）是一类重要的SIB正极材料。由于其理论容量高、结构简单等优势，因而具有良好的发展前景。与锂的层状过渡金属氧化物不同，钠层状过渡金属氧化物易发生层间滑移以及相变。本文总结了Na_xMO₂正极材料的结构演变、电化学性能的最新进展。旨在阐明结构演变与电池性能(循环性能、倍率性能和能量效率)的关联。此外，本文还提出了几种策略来缓解这种问题。

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16. 锂电池研究中的循环伏安实验测量和分析方法

聂凯会, 耿振, 王其钰, 岳金明, 禹习谦, 李泓

储能科学与技术 2018, 7 (3): 539-553. DOI: 10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0067

摘要（2357）

PDF（pc）（14115KB）（3283）

循环伏安作为一种重要的电化学测试方法，在电化学领域尤其是锂电池的研究中有着广泛的应用，常用于电极反应可逆性、电极反应机理及电极反应动力学参数的研究。本文介绍了循环伏安的基本原理、测试方法以及常用仪器，并结合实际案例，具体分析了循环伏安在锂电池电极材料反应机理、电极过程动力学以及电解液电化学稳定性方面的应用研究。

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17. 高镍三元层状锂离子电池正极材料：研究进展、挑战及改善策略

栗志展, 秦金磊, 梁嘉宁, 李峥嵘, 王瑞, 王得丽

储能科学与技术 2022, 11 (9): 2900-2920. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0595

摘要（1573）

HTML （254）

PDF（pc）（22577KB）（1680）

随着锂离子电池在新能源汽车领域应用逐步扩大，续航里程成为制约新能源汽车发展的关键因素，提高锂离子电池的能量密度是解决续航焦虑的有效途径，高镍三元层状材料具有比容量高、成本低及安全性相对较好等优点，被认为是最具前景的高比能锂离子电池正极材料之一。然而，随着三元层状材料中镍含量提高，其循环稳定性和热稳定性显著下降。本工作回顾了锂离子电池正极材料的发展历程，分析了三元层状材料向高镍方向发展的必要性；基于高镍三元层状正极材料的研究现状对当前高镍三元层状材料存在的挑战进行了总结，从阳离子混排、结构退化、微裂纹、表面副反应、热稳定性多个方面综合分析了材料的失效机制；针对高镍三元层状材料存在的问题，综述了表面涂层、元素掺杂、单晶结构以及浓度梯度设计等方面的改性策略，重点探讨了各种改善策略的研究进展以及对高镍三元层状材料电化学性能的影响机理；最后归纳了上述改善策略的特点，基于单一改善策略的优势和不同改善策略的耦合效应，展望了高镍三元层状材料改善策略的发展方向，并提出了多重改善策略协同应用的可行性方案。

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18. 绿氨能源化及氨燃料电池研究进展

陈永珍, 韩颖, 宋文吉, 冯自平

储能科学与技术 2023, 12 (1): 111-119. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0390

摘要（715）

HTML （84）

PDF（pc）（3662KB）（1044）

随着全球“减碳”目标的提出，氢气被认为是最理想的清洁能源，但是制取成本高、储存及运输困难等问题限制了氢的大规模能源化应用。氨作为氢的载体，具有“零碳”意义的绿氨越来越引起各国重视。本文通过对近期相关文献的探讨，综述了绿氨能源化的前景及氨燃料应用的进展。介绍了绿氨的来源，从绿氨生产成本、技术成熟度及政策因素等方面，分析绿氨规模化应用前景及面临的挑战。船舶运输及发电等是氨燃料的重要目标应用领域，但是还需要进一步解决氨的安全性、掺烧理论以及燃烧系统改造等难题。氨燃料电池是氨能源化的重要技术，本文详细介绍了氨燃料电池的研究进展，包括氧离子导电电解质固体氧化物氨燃料电池、质子传导电解质固体氧化物氨燃料电池、质子膜氨燃料电池和碱性氨燃料电池等。综合分析表明，全球减碳政策驱动因素是现阶段绿氨发展的重要推动力。质子膜氨燃料电池和碱性氨燃料电池在短期内将无法满足氨燃料的规模化应用，而固体氧化物燃料电池具有高度的燃料灵活性，是最有前景的氨燃料电池类型。

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19. 固态电池复合电解质研究综述

许卓, 郑莉莉, 陈兵, 张涛, 常修亮, 韦守李, 戴作强

储能科学与技术 2021, 10 (6): 2117-2126. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2021.0178

摘要（1329）

HTML （154）

PDF（pc）（8723KB）（1297）

目前单一的无机固态电解质、聚合物固态电解质分别存在着离子电导率低、产生枝晶、界面不稳定等各种问题，无法满足全固态锂金属电池的性能要求。有机聚合物电解质和无机电解质复合形成的复合固态电解质能够不同程度地增强电导率、抑制枝晶产生、提高机械强度、提高界面稳定性以及兼容性等，得到了广泛关注与研究。本文综述了复合固态电解质在提高锂离子电导率、抑制锂枝晶、提高电化学稳定性三个重要方面的改进方向、措施，并展望复合固态电池的发展方向，为复合固态电池的发展和应用提供借鉴。

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20. 固态锂电池聚合物电解质研究进展

周伟东, 黄秋, 谢晓新, 陈科君, 李薇, 邱介山

储能科学与技术 2022, 11 (6): 1788-1805. DOI: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0168

摘要（1335）

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目前锂离子电池的关键挑战是如何提高电池的能量密度和电池的安全性，使用固态电解质的固态锂电池可以有效地缓解这两个问题。固态电解质是固态电池发展的关键材料。固态聚合物电解质(solid-state-polymer electrolyte，SPE)具有较高的柔韧性、优良的加工性和良好的界面接触性，是固态锂金属电池理想的电解质材料。SPE的离子导电性、电化学窗口以及与电极之间界面的稳定性对固态锂电池的综合性能起着至关重要的作用。根据电化学稳定窗口的不同，本文主要综述了：①低电压稳定SPE，与锂金属具有良好的相容性，通过交联、共混、共聚以及与无机填料复合的方法可以有效降低其结晶度，提升聚合物离子电导率；②高电压稳定SPE体系，能够匹配高电压正极使用，有效提高锂金属电池的能量密度；③多层结构SPE体系，能够同时承受锂金属负极的还原和高电压正极的氧化，为进一步开发高性能SPE和提高电池能量密度提供了新思路。最后，对三种SPE体系进行了总结和展望，指出低电压稳定SPE的研究重点在于提高离子电导率以及力学性能，高电压稳定SPE的关键在于降低材料的最高占据分子轨道(highest occupied molecular orbital，HOMO)以及建立正极界面处稳定的CEI层，多层SPE的研究重点在于合适的电池和电极结构设计。构建可与正、负极同时稳定或者同时形成界面钝化层的高导离子聚合物结构是未来的研究重点之一。

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