摘要：聚合物固态电解质因其质轻安全、结构可设计以及优异的机械性能,成为高能量密度、高安全性全固态电池的潜在材料,逐渐成为研究的重点.但因其结晶度高、室温离子电导率低等缺陷也限制其进一步商业化.本综述梳理了近年来比较优越的聚合物固态电解质种类,包括聚醚类聚合物、聚碳酸酯类聚合物、氟化聚合物、聚离子液体聚合物、单离子传导聚合物,围绕如何提升离子电导率,重点回顾了针对不同基质的结构设计和合成工艺方面的创新.最后阐述了聚合物固态电解质目前面临的基础研究和应用问题,以期为新型聚合物固态电解质的设计与制备提供新思路.

摘要：全固态锂金属电池具有较高的安全性和稳定性,是替代传统锂离子电池成为下一代储能装置的理想选择。然而,固态电解质相较于液体电解液而言,其较低的离子电导率仍然是阻碍全固态锂金属电池得到快速发展的一个关键。综述了不同类型固态电解质离子传输机理,总结了提高固态电解质电导率的改进策略和最新研究进展,归纳了改善固态电解质离子传输性能的技术路线,并对未来新型固态电解质的设计与发展作了展望。

摘要：聚合物固态电解质因安全性高、柔性大、种类丰富、价格低等优势,为高能量密度锂金属电池产业化奠定基础。但受界面等问题的限制,目前聚合物固态电解质的电化学性能仍然较差。近几年,原位技术在电解质的研发领域受到越来越高的关注。以原位聚合和原位表征为代表的原位技术极大促进了聚合物固态电解质的发展。原位聚合通过优化电极、电解质界面提升电池电化学性能,原位表征可在无破坏的前提下探究电池内部的电化学机制。本文综述了聚合物固态电解质与原位技术的发展背景,重点讨论了近几年原位聚合在不同种类聚合物固态电解质中的应用进展以及原位表征在原位制备聚合物电解质中的应用,并指出原位技术在聚合物固态电解质的制备和表征方面极具应用前景,同时针对原位聚合存在聚合程度难以控制、基质结构缺乏设计等问题提出了专注于机理研究、开发新的引发条件及反应体系等解决建议。

摘要：基于无机固态电解质体系的全固态电池,具有高能量密度、长循环寿命和高安全性等特点,被认为是下一代电化学储能电池中备受期待的候选体系。实现高性能全固态电池的关键在于设计和制备具有高离子电导率、界面稳定且易形变的固态电解质材料。金属氯化物型固态电解质作为一种新兴的材料体系,同时具备氧化物固态电解质的抗氧化性以及硫化物固态电解质的高离子传导率和机械延展性,且制备过程简单,无须严苛的环境和极高的烧结温度,可规模化生产潜力大,正逐渐成为实现全固态电池商业化的技术路线竞争者之一。本文通过对近五年来相关电解质材料研究进展的深入分析,对金属氯化物固态电解质体系的研究现状进行了系统评述,涵盖了其合成方法学、晶体结构学、离子传导机制、性能优化策略、电极-电解质界面兼容性以及实用化可行性分析等多个方面。同时,展望了金属氯化物固态电解质未来可能的发展方向,为基于金属氯化物的高性能全固态电池的研究提供了理论和实验参考。

摘要：固态锂金属电池因其理论上的高能量密度和安全性成为下一代锂二次电池的重要发展方向。然而,由于低温下(≤0℃)固态电解质离子电导率下降、电解质/电极界面处阻抗增加,固态锂金属电池在低温下的电化学性能快速劣化,为推进固态锂金属电池的实用化进程,亟须提升固态电解质在低温下的性能。本文围绕固态电解质的先进新兴技术,从材料层面切入,对近年来受到广泛关注的固态锂金属电池在低温领域的进展进行了梳理。首先介绍了固态锂金属电池的低温化学特性和失效机制,从本体离子传输、界面电荷转移、电极表面结构、锂金属稳定性等方面进行了归纳和分析。其次根据不同类型的固体电解质,对低温运行的先进金属锂电池的设计技术进行了总结,详细介绍了无机、聚合物及复合固态电解质的设计原理、化学组成-性能关系及界面优化策略等。最后从新材料、新表征、新机理及新标准四个维度对低温固态锂金属电池的未来实用化研究方向进行了展望,为低温固态锂金属电池的合理设计提供参考。

摘要：为满足快速发展的新能源产业与便携设备对高能量密度与高安全性电源的需求,高比能固态锂离子电池的开发成为当下的研究热点。氧化物固态电解质因高离子电导率、宽电压窗口及良好稳定性等诸多优势,被认为是实现高比能锂离子电池制备的极具潜力的固态电解质之一。为进一步提升氧化物固态电解质基固态锂离子电池的能量密度,需减小氧化物固态电解质的厚度并开发高压高容量的正负极材料。本文阐述了薄型氧化物固态电解质面临的主要挑战,从真空薄膜加工技术、湿化学法合成技术及复合电解质策略三方面,总结了薄型氧化物电解质在制造技术层面的最新进展。在电极材料的层面,总结了高比能固态锂电池正负极活性材料的研究现状,并针对其面临的核心问题(高电压、大比容量及高脱锂/嵌锂电位的正负极材料的开发)综述了近年来的一些重要研究成果。最后,对上述研究成果中涉及的先进技术和改进策略进行了总结,并对未来研究方向进行了展望。

摘要：共价有机框架材料(COFs)因其结构单元多样性、拓扑结构、有序孔道结构等特点在气体吸附、催化、光电等领域得到广泛的应用。近些年来,基于COFs材料的有序孔道和易于功能化修饰的特性,COFs材料在固态电解质领域展现出巨大的潜力。本文主要总结了近十年来COFs型固态电解质的研究进展,包括聚合物链段-COFs型、离子基团-COFs型固态电解质的应用和锂离子传导性能。对COFs型固态电解质设计思路及未来发展方向进行总结与展望,以期为固态电解质材料的发展提供新思路。

摘要：固态聚合物电解质因其质量轻、柔性好,且与电极材料接触良好、界面阻抗小,成为开发新一代高能量密度、高安全性乃至高柔韧性电化学器件的潜在材料,近年来获得了广泛关注。但因其离子电导率低、力学性能差等缺陷也成为限制其进一步商业化的关键问题。通过交联、共混、共聚等手段组成聚合物的复合体系有可能很好地解决这些问题,因此本文首先对聚合物中的离子导电机理进行了简要介绍,旨在从原理的角度阐释上述问题的解决策略;随后综述了近年来多种聚合物基复合电解质在电化学器件中的应用以及改性策略。最后对复合固态聚合物电解质目前面临的基础研究和实际应用问题进行了讨论,给出了解决这些问题的建议,以期为新型聚合物复合固态电解质的设计与制备提供新思路。

摘要：液态电解质具有可燃性,存在起火甚至爆炸等安全隐患,而采用固态电解质代替电解液和隔膜,有望解决安全问题等。纤维素具有环保价廉、储量丰富、热稳定性和化学稳定性高、生物相容性好等特点,将其应用于储能器件的固态电解质中,具有降低成本、提高器件工作稳定性及使用性能等优势。本文为了全面介绍纤维素基固态电解质在储能领域的应用,首先简述了纤维素原料在储能电解质应用的特征优势;通过分析常见储能设备的组成和储能原理,介绍了固态电解质的性质要求;对纤维素基固态电解质在材料和结构设计方面的研究进展进行具体说明;并针对电解质的结构和性能,论述了常用的表征手段和测试方法;最后指出纤维素基固态电解质的发展前景,对其存在的问题做了总结。

摘要：全固态锂电池具有优异的安全性能和能量密度,有望成为替代传统有机液态锂离子电池的下一代储能产品。固态电解质是决定全固态电池性能的关键材料,其中卤化物固态电解质,尤其是稀土溴化物固态电解质(RE-BSEs)材料近年来在离子电导率(高达mS/cm数量级)和电化学稳定性(1.5~3.4 V ***^(+)/Li)等方面取得了一系列重要的研究进展,具有可期待的应用前景。本文通过对RE-BSEs的发展历程、研究进展、技术瓶颈、发展方向和应用前景等方面进行综述和回顾,给予研究人员在RE-BSEs的合成方法、锂离子传输机理、构效关系和材料设计等方面的参考和启发。稀土是我国乃至世界的重要战略资源,RE-BSEs材料的研究和重要成果明示了稀土元素在固态离子导体和新能源领域的重大价值,因此,做好稀土在该方面的研究工作对能源结构调整、节能减排、碳达峰和碳中和具有重大意义。