固態電池問題及解決策略(一)：離子運輸機制！-蘇州青田新材料有限公司

離子運輸機制、鋰枝晶生長機制、固-固界面問題是固態電池面臨的三大問題：盡管固態電池能量密度與安全性占優，然而固態電池內部固-固界面能壘高導致鋰離子傳輸速率低、鋰枝晶生長、界面反應、以及鋰金屬和固體電解質(SE)之間的物理接觸等仍然存在問題，導致成品固態電池充放電速度差，循環壽命低于傳統液態電池。

離子運輸機制：制約充放電速度的關鍵

高離子電導率是提高全固態電池充放電速度的關鍵：固態電解質的離子電導率和固態電池多尺度界面性質共同決定固態電池的電化學性能，相比之下，離子在固態電池界面的遷移相對緩慢，這也是提高電化學性能的關鍵所在。

當前固態電池面臨的主要應用瓶頸包括較慢的充放電速度和較快的容量衰減，這與固態電解質的物理化學性質密切相關。與液態電解質不同，固態電解質中離子間相互作用力強，離子遷移能壘高，其導致離子電導率低。因此明確高離子電導率的實現條件是發展高性能固態電解質、提高全固態電池充放電速度的關鍵。

離子輸運性能取決于在表界面的輸運速度：固態電解質中的離子輸運性能由離子在相、表界面中的輸運過程共同決定，在多晶固態電解質中，表界面離子輸運被認為是離子輸運過程中的限速步驟。但目前對表界面的結構組分以及輸運機理的研究尚不充分，需要業界繼續發展更為先進的表征技術和計算方法以深入研究晶格動力學和表界面的離子傳輸機理。

目前主要通過摻雜、開發納米尺度結構以及界面工程等手段來改善離子電導率：目前主要通過摻雜、開發納米尺度結構以及界面工程等手段來改善離子電導率，近年來也有研究發現體相中電導率的優化可以通過調控晶體結構特點實現。總體來說，目前業界對于離子運輸機制的理解遠遠不夠，不同固態電解質體系的離子輸運機制也存在較大的差異，仍需要對離子輸運過程進行詳盡的研究，從而揭示可在各類固態電解質體系中使用的離子輸運機制。

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