低杨氏模量氧化物固态电解质及其固态电池
低杨氏模量氧化物固态电解质及其固态电池
目前研发的固态电解质有无机固态电解质和聚合物固态电解质，无机固态电解质又包括氧化物系、硫化物系、卤化物系、氢化物系。关于无机固态电解质及固态电池的研究论文很多，据不完全统计，目前已被报道的无机固态电解质多达200多种。
固态电解质是一类离子导体，氧化物系离子导体是最早被开发和研究的材料之一。近年来，随着我国固态电池产业的迅速发展，氧化物系锂离子导体以其高物理化学、电化学稳定性而被广泛地用于固态电解质材料，对推动我国固态锂电池产业发展起到越来越重要的作用。据行业统计，钠超快离子导体（NASICON）结构Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3（LATP）、石榴石结构Li7La3Zr2O12（LLZO）已经有一定规模的生产，开始用于固态电池产业中，我国在氧化物系固态电解质的研发上也非常活跃。
上海交通大学汤卫平教授通过离子交换法合成了低杨氏模量的固态电解质材料Li3La（PO4）3（LLPO）。材料显示了较高的离子电导率、以及物理化学和电化学稳定性，基于LLPO的全固态电池显示了良好的充放电性能。
此前，在中国粉体网主办的第四届高比能固态电池关键材料技术大会上，汤卫平教授首次在国际上对新型固态电解质Li3La（PO4）2（LLP）进行了报告。
LLP可在室温加压下形成致密固态电解质薄片，离子电导率较高，达到10-4S/cm，对锂稳定性优异；LLP基本保持了Na3La（PO4）2（NLP）的结晶结构，具备低杨氏模量的特点，杨氏模量仅为19MPa，与硫系固态电解质相当，LLP是第一个被发现的除了硫化物以外的低杨氏模量的氧化物固态电解质材料。
对于LLP的制备，汤卫平教授采用非惰性溶剂离子交换法，通过运用钠的离子导体与锂离子进行交换，从而生成锂超离子导体。采用这种方法，对材料的结晶结构进行调整，由于钠离子半径较大，所以它的框架比较大，换成锂以后，可以保持钠的框架，从而实现比较小的离子在框架之内快速传导。
信息来源：
汤卫平，王雅秋等.氧化物系锂离子固态电解质研究进展
中国粉体网、上海交通大学等