锂盐对LAGP-PEO复合固体电解质及全固态LFP锂离子电池性能的影响

导读：　　随着移动电子设备 、电动汽车和电网储能系统的快速发展，人们对锂离子电池的性能和管理系统的要求越来越高。尤其是在电动汽车应用领域，锂离子电池性能更是至关重要。 在锂离子电池容量、倍率性能以及循环稳定性不断提高的同时，其安全性能却不容乐观。　　但目前固体复合电解质应用于全固态电池的电性能数据大多在较高温度下测试得到，室温下只能低倍率进行充放电，随着循环的进行，容量衰减很快，其应用范围大大受限。　　本工作选择将室温下具有较高离子电导率的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3（LAGP）与少量PEO(LiX)复合，采用溶液浇注法制备了以LAGP为主相的固体复合电解质。

创新点    １.复合电解质稳定性受锂盐结构影响，LAGP-PEO(LiTSFI)固体复合电解质的离子电导率以及室温对锂界面的稳定性相对更高，LAGP-PEO(LiBOB)与锂的界面在60 ℃相对更稳定。    ２.无外部压力条件下，采用LAGP-PEO(LiTSFI)固体复合电解质的LFP全固态电池室温以0.05 C倍率进行充放电，首次放电比容量为143 mA·h/g，经过50次循环后，放电比容量保持率为96%。　３.无外部压力条件下，采用LAGP-PEO(LiBOB)固体复合电解质的LFP全固态电池，60 ℃以0.5 C倍率充放电时，首次放电比容量为129.8 mA·h/g，经过230次循环后，放电比容量保持率达到92%。引言    随着移动电子设备 、电动汽车和电网储能系统的快速发展，人们对锂离子电池的性能和管理系统的要求越来越高。尤其是在电动汽车应用领域，锂离子电池性能更是至关重要。在锂离子电池容量、倍率性能以及循环稳定性不断提高的同时，其安全 性能却不容乐观。近年来，由于锂离子电池电解液泄漏燃烧而引起的安全问题屡见不鲜，限制了其在化学储能领域的大规模应用[1-2]。因此，开发高安全性、高能量密度及宽温度使用范围的全固态锂离子电池具有十分重要的意义。    目前固体复合电解质应用于全固态电池的电性能数据大多在较高温度下测试得到，室温下只能低倍率进行充放电，随着循环的进行，容量衰减很快，其应用范围大大受限。若能制备出以无机快离子导体为主要导电通道的固体复合电解质，同时，与电极的界面阻抗能够降低到液体电解质的水平，固体复合电解质将在全固态电池中有广阔应用前景。    本工作选择将室温下具有较高离子电导率的Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3（LAGP）与少量PEO(LiX)复合，采用溶液浇注法制备了以LAGP为主相的固体复合电解质，重点研究了锂盐类别对固体复合电解质离子电导率、界面稳定性以及对LFP固态电池循环及倍率性能的影响。