还原氧化石墨烯制备高韧性无机固体电解质

近年来，固体电解质用于锂离子电池得到了迅速的发展。其中，陶瓷电解质用于锂离子电池具有安全性好、造价低、环境友好和工作温度范围宽的特点，在高比能量的大型动力锂离子电池中有很好的应用前景。

但是陶瓷固体电解质存在机械强度差、易脆，温度变化时，离子传输通道变化大的缺点，为克服这些缺点，提高陶瓷材料的抗断裂性能，美国布朗大学科研团队，报道了一种使用还原氧化石墨烯来增强氧化物基锂离子导电导体的韧性，制备高韧性无机固体电解质的方法。

研究人员受还原氧化石墨烯对聚合物和工程陶瓷的增韧作用的启发，使用用少量的还原氧化石墨烯来增强陶瓷固体电解质可以显著提高其断裂韧性，而离子电导率变化很小。实验结果表明，Li1+xAlxTi2-x(PO4)3（LATP）的韧性提高了两倍多，具有关于无机固体电解质所报道的最高低断裂韧性（KIc）值。这种方法不但可以提高材料的离子电导率，改善材料的机械稳定性，而且有效防止电子导电，克服了陶瓷膜受温度冲击离子通道不稳定的缺陷。

陶瓷固体电解质的种类很多，从结构上看，主要包括 NASICON 结构的锂陶瓷电解质、钙钛矿型锂陶瓷电解质、LISICON 型锂陶瓷电解质、Li3N 型锂陶瓷电解质、锂化BPO4导锂陶瓷电解质和以Li4SiO4为母体的锂陶瓷电解质等。研究人员通过对这些材料的化学机械行为进行分析，为设计能够抵抗锂金属渗透的强韧性电解质提供了指导方针。

参考文献：Christos E. Athanasiou, et al, High-Toughness Inorganic Solid Electrolytes via the Use of Reduced Graphene Oxide, Matter(2020)DOI：10.1016/j.matt.2020.05.003