开发具有增强大气稳定性的下一代固体电解质技术

锂离子电池被广泛用作电子产品和电动汽车的储能系统。然而，由于它们主要由易燃的有机液体电解质制造，因此很容易着火，并且安全问题不断被提出。

另一方面，氧化物基固体电解质具有热稳定性高和物理上防止锂枝晶生长的优点。其中，Li7La3Zr2O12(LLZO)电解质由于其优异的锂离子电导率被认为是下一代电解质。

尽管有这些优点，LLZO电解质也有一个问题——当暴露在大气中时，由于与水分和二氧化碳发生反应，碳酸锂会在表面形成。碳酸锂在表面形成，然后沿晶界生长，渗入固体电解质，干扰锂离子的迁移，降低了LLZO固​​体电解质的锂离子电导率。

DGIST能源科学与工程系LeeJong-won教授团队与中央大学MoonJang-hyeok教授团队宣布开发出具有增强大气稳定性的固体电解质。

研究团队通过镓和钽的杂元素掺杂(即在纯LLZO电解质中加入镓和钽)，提高了LLZO电解质的大气稳定性。特别是通过添加镓形成的第三种材料LiGaO2抑制了水分和二氧化碳的表面吸附，在热处理过程中促进了粒子的生长，从而防止碳酸锂通过晶界生长，保持LLZO电解质的锂离子传导性能。

其结果，从经验上证实，即使在空气中长时间保存，锂离子传导性也能保持，即使反复锂电析出也能保持稳定的性能。

DGIST能源科学与工程系教授Jong-WonLee说：“我希望这个研究团队提出的固体电解质设计理念有助于开发包含固体电解质的高性能/高安全性全固态电池，在大气中稳定，具有高锂离子电导率。”