浅析几种备受关注的无机陶瓷固态电解质

无机固态电解质具有不易燃、电化学稳定窗口宽、剪切模量大等优点，具有有机电解液无法比拟的安全性和使用寿命优势。在各种固态电解质中，石榴石，硫化物和NASICON型等无机陶瓷电解质备受关注。

石榴石型固态电解质

石榴石型固态电解质LLZO具有高离子电导率、高对Li稳定性、高能量密度、宽的电化学窗口以及对Li枝晶抑制生长的优点。不过相对于其他类型的固态电解质，石榴石固态电解质在界面易形成Li₂CO₃以及LiOH，从而造成界面接触阻抗过大的缺点。

目前主要通过石榴石固态电解质界面修饰方法来改善界面性能、降低固固界面接触阻抗，或对LLZO进行离子掺杂处理以提高LLZO电解质片的电化学性能以及室温下立方相的稳定性。

硫化物固态电解质

硫化物固态电解质具有高室温离子电导率(0.1-1.0mS/cm)、宽广的电化学窗口(>5.0V vs.Li/Li+)、优异的机械性能和热稳定性及原料成本较低廉等优点，但是对氧气和水分的极端敏感性使其存在电化学稳定性差、空气稳定性差的缺点。

目前主要通过用氧化物Li₂O、P₂O₅、ZnO、Fe₂O₃、Bi₂O₃和卤化物LiI对LPS体系进行取代或掺杂，以提高硫化物固态电解质材料的空气稳定性。 

NASICON型固态电解质

NASICON型固态电解质（LATP）不仅可以传导钠离子，也可以传导锂离子，该类电解质具有高离子电导率(室温下接近1mScm^-1)、低密度(～2.9g/cm³)和在水和空气中具有优异的稳定性(由于LATP结构中牢固的P-O键)等优点。但是，当其与锂金属负极接触时，Ti⁴⁺易被还原为Ti³⁺，使电解质材料不稳定。

综上，目前普遍使用的无机陶瓷固态电解质具有相对的局限性，不过近年来，科研工作者们在关键材料固态电解质方面做了很多研究，通过改进制备工艺，对固态电解质材料进行改性等方法，一系列兼顾力学性能、离子电导率、电化学窗口和稳定性的无机物复合型固态电解质被不断开发出来，这将有利于实现全固态锂电池的广泛应用。