復合固態(tài)電解質有哪些？

由于固態(tài)鋰電池的發(fā)展需求，固態(tài)電解質的技術發(fā)展也在不斷的進步，目前固態(tài)電解質都有哪些呢？層狀聚合物-無機復合固態(tài)電解質、混合型聚合物-無機復合固態(tài)電解質、無機-液態(tài)復合固態(tài)電解質和框架材料-液態(tài)復合固態(tài)電解質。

1、層狀聚合物-無機陶瓷復合固態(tài)電解質

由于無機陶瓷固態(tài)電解質與電極的界面接觸性能較差，且容易發(fā)生副反應，導致界面阻抗大、穩(wěn)定性差。雖然通過添加少量液態(tài)電解質或修飾界面可降低阻抗，但界面副反應仍難以徹底消除。采用柔性聚合物固態(tài)電解質與無機陶瓷復合，形成“三明治”型層狀復合固態(tài)電解質可優(yōu)化電極與電解質間的界面接觸，同時消除副反應，穩(wěn)定界面。

2、混合型聚合物-無機復合固態(tài)電解質

混合型的復合固態(tài)電解質是將高離子導電性的無機固態(tài)電解質顆粒分散至聚合物中制成。這種結構既可降低聚合物結晶程度又能實現(xiàn)鋰離子在無機電解質中的遷移傳導，從而大大提高復合固態(tài)電解質的離子導電率。

3、具有特定結構的混合型聚合物-無機復合固態(tài)電解質

將具有特定納米結構(一維或三維等)的無機固態(tài)電解質與聚合物復合可為鋰離子傳導提供不間斷的傳輸通道，可進一步提高該類復合固態(tài)電解質的離子導電率。

4、無機-液態(tài)復合固態(tài)電解質

向液態(tài)電解質中添加無機納米顆粒可實現(xiàn)液態(tài)電解液向固態(tài)或準固態(tài)轉化，在保證較高離子導電率的同時具備固態(tài)電解質的特點。特別是具有豐富孔道結構的無機納米基體，可以通過物理吸附和化學鍵合實現(xiàn)液態(tài)電解液的固態(tài)化，形成鋰離子傳輸通道。

5、有機框架化合物(MOF)–液態(tài)復合固態(tài)電解質

6、共價有機框架化合物(COF)-液態(tài)復合固態(tài)電解質

MOF、COF等框架材料具有豐富的孔道和可控化學結構，是制備復合型固態(tài)電解質的良好基體。通過官能團的調(diào)節(jié)，使電中性的框架材料顯示出正電性或者負電性，從而直接或間接的對鋰離子進行錨定，構筑鋰離子傳輸通道。

近年來，固態(tài)電解質因高安全性和鋰枝晶生長抑制等功能受到了廣泛關注和研究。復合型固態(tài)電解質可以綜合多種固態(tài)電解質的優(yōu)點，提高固態(tài)電池的性能。通過精確控制復合固態(tài)電解質的組分和結構，可實現(xiàn)對其機械性能、離子導電率、界面穩(wěn)定性等物理化學性能的調(diào)控。

盡管固態(tài)電解質領域的發(fā)展十分迅速，但是有關基本原理的探究和實際應用仍面臨諸多挑戰(zhàn)。因此，深入研究復合固態(tài)電解質中鋰離子的傳導機理、各組分間的協(xié)同作用及界面性質將對進一步提高復合固態(tài)電解質的性能提供指導。