固態電解質的應用優勢
固態電解質是未来锂电池电解液发展的一个趋势，因为固態電解質电池技术发展到今天，从技术路径来讲，固態電解質主要可分为氧化物电解质，硫化物电解质，有机聚合物电解质，LiPON型电解质等，可以说相对已经比较成熟了，但也同样遇上了瓶颈，急需新一代技术的诞生，尤其是新能源领域，。固态电池是有望成为下一代动力电池技术中，呼吁声最高的一种。因为全固態电池不仅技术成熟度相对较高，国内外众多锂離子電池企业也已将全固態电池技术作为重要的下一代技术储备。
在固态电池技术发展早期，由于固態電解質材料电导率相对较低，研发的重点多集中在提高固態電解質的电导率方面，因此具有高离子电导率的硫化物固態電解質和氧化物固態電解質吸引了广泛关注。
全固態锂離子電池采用固態電解質替代传统有机液态电解液，可以很好的解决电池安全性问题，是电动汽车和规模化储能理想的化学电源。其关键主要包括制备高室温电导率和电化学稳定性的固態電解質以及适用于全固態锂離子電池的高能量电极材料、改善电极/固態電解質界面相容性。
固态锂电池是基于锂电池开发的，相比传统的锂电池，主要是不再用液态或是胶质作为正负极之间的传导材料，从而大幅度提高了汽车安全性、耐高温能力能。具有高安全性、高能量密度、长循环寿命、宽工作温度范围等优点，其中非常核心的就是固態電解質。
氧化物固態電解質按照物质结构可以分为晶态和玻璃态(非晶态)两类，其中晶态电解质包括钙钛矿型、NASICON型、LISICON型以及石榴石型等，玻璃态氧化物电解质的研究热点是用在薄膜电池中的LiPON型电解质。
氧化物晶态固体电解质化学稳定性高，可以在大气环境下稳定存在，有利于全固態电池的规模化生产。研究热点在于提高室温离子电导率及其与电极的相容性两方面。目前，改善电导率的方法主要是元素替换和异价元素掺杂，与电极的相容性也是制约其应用的重要问题。
硫化物晶態固體電解質最爲典型的是thio-LISICON，由東京工業大學KANNO教授最先在Li2S-GeS2-P2S體系中發現，化學組成爲Li4-xGe1-xPxS4，室溫離子電導率最高達2.2×10-3S/cm(其中x=0.75)，且電子電導率可忽略。thio-LISICON的化學通式爲Li4-xGe1-xPxS4(A=Ge、Si等,B=P、A1、Zn等)。
硫化物玻璃固體電解質通常由P2S5、SiS2、B2S3等網絡形成體以及網絡改性體Li2S組成，體系主要包括Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3。組成變化範圍寬，室溫離子電導率高，同時具有熱穩定高、安全性能好、電化學穩定窗口寬(達5V以上)的特點，在高功率以及高低溫固態電池方面優勢突出，是極具潛力的固態電池電解質材料。
聚合物固態電解質由聚合物基体(如聚酯、聚酶和聚胺等)和锂盐(如LiClO4、LiAsF4、LiPF6、LiBF4等)构成，因其质量较轻、黏弹性好、机械加工性能优良等特点而受到了广泛的关注。
常見的SPE包括聚環氧乙烷(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚環氧丙烷(PPO)、聚偏氯乙烯(PVDC)以及單離子聚合物電解質等體系。
目前，主流的SPE基體仍爲最早被提出的PEO及其衍生物，主要得益于PEO對金屬锂穩定並且可以更好地解離锂鹽。
LiPON型電解質是美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)，在高純氮氣氣氛中采用射頻磁控濺射裝置濺射高純Li3P04靶制備得到锂磷氧氮(LiPON)電解質薄膜。
據了解，該材料具有優秀的綜合性能，室溫離子導電率爲2.3×10-6S/cm，電化學窗口爲5.5V(http://vs.Li/Li+)，熱穩定性較好，且與LiCoO2、LiMn2O4等正極以及金屬锂、锂合金等負極相容性良好。LiPON薄膜離子電導率的大小取決于薄膜材料中非晶態結構和N的含量，N含量的增加可以提高離子電導率。
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