全固态薄膜锂离子二次电池的研究进展

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中国西部科技
２０１３年０１月第１２卷第０１期总第２８２期
９
制备出了ＬｉＰＯＮＦＬＬＴＯ多层薄膜，这种复合材料拥有了ＬＬＴＯ
３全固态薄膜锂离子二次电池材料的研究
１９８３年Ｋａｎｅｈｏｒｉ等【】成功研制出第一块全固态薄膜锂电池，其理论比容量比普通锂离子电池更高且具有更高的安全性。然而对于全固态薄膜锂离子电池关键性薄膜材料的选取和制作，则直接决定着其是否能得到好的电化学性能。３．１正极薄膜材料全固态薄膜锂电池研究的初期，主要正极材料有ＴｉＳ２、
ｍｅｔｈｏｄａｎｄｃｈａｒｇｅ－ｄｉｓｃｈｒｇａｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｌｒｇａｅ－ｓｉｚｅｄｎｄａｔｈｉｎ－ｉｆｌｍｅｄ
等高电位正极材料所取代。层状的ＬｉＣｏ０２具有优良的循环性能和高的比容量等优点，被实际应用到商业化当中。Ｄｕｄｎｅｙ等［。】制备的多晶态
ＬｉＣｏＯ２薄膜循环特性差、比容量低，只有在７００￣Ｃ以上退火
时才能使循环特性和比容量得到改善；而Ｐａｒｋ等［Ｊ贝０在相同的制备方法中加入了偏压，不需要退火就能得到较高的比容
Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｄ－ｓｔａｔｅｌｉｔｈｉｍ — ｕｉｏｎｂａｔｔｅｒｉｅｓｕｓｉｎｇＶ２Ｏ５ｔｈｉｎ
ｉｆｌｍｓｆｏｒｂｏｔｈｅｌｅｃｔｒｏｄｅ［Ｊ］．ＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＬｅｔｔｅｒｓ，１９９９，
ＭｏＯ３和Ｗｏ３等，随后被Ｖ２Ｏ５、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２和ＬｉＭｎ２０４
薄膜离子电导率较高及ＬｉＰｏＮ稳定性较好的特点；为此今后
多层结构的固体电解质材料也将引起人们的高度关注。
４展望
全固态薄膜锂离子电池在微型能源的应用方面，具有很好的发展前景。随着不断地优化薄膜电池结构的设计以及新型正极材料、负极材料和固体电解质材料的相继被研发出现，全固态薄膜锂离子电池所具有的电化学性能必将得到大大的改善。然而全固态薄膜锂离子电池以其易制作、易弯曲和高的能量密度等优点，在微电子信息技术及微加工技术等方面部将具有广阔的应用发展前景。
２（７）：３２０．【４】ＮａｋａｚａｗａＨｉｒｏｍｉ，ＳｎｏａＫｉｍｉｈｉｒｏ，ｅｔａ１．Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎｂｙｕｓｉｎｇａｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ
参考文献：
［１］ＢａｔｅｓＪＢ，ＤｕｄｎｅｙＮＪ，ＬｕｂｂｅｎＤＣ，ｅｔａ１．Ｔｈｉｎ — ｉｆｌｍＲｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅＬｉｔｈｉｕｍＢａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｊ．ＰｏｗｅｒＳｏｕｒｃｅｓ，１９９５，５４（１）：５８ — ６２．
［２］ＢａｔｅｓＪＢ，ｅｔａ１．Ｒｅｃｈａｒｇｅａｂｌｅｔｈｉｎ－ｉｆｌｍｌｉｔｈｉｕｍｍｉｃｒｏｂａｔｔｅｒｉｅｓ［Ｊ］．ＳｏｌｉｄＳｔａｔｅＴｅｃｈｎ，１９９３，３６（７）：５９．［３］ＢａｂａＭ，ＫｕｍａｇａＮ，ＫｏｂａｙａｓｈＨ，ｅｔ１ａ．Ｆａｂｉｒｃａｔｉｏｎａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ
量和较好的循环特性。由于ＬｉＣｏＯ２材料价格昂贵、原材料
不足及环境问题等缺陷，则极大地阻碍了其向前发展的动力。ＬｉｌＶｌｎ２０４由于其资源丰富、环境友好和安全性能高等优点，一直受到了人们的广泛关注。Ｗｕ等【ｍ］成功研制出了无裂缝、无定形、致密的ＬｉＭｎ２０４薄膜，同时随着升高退火的温度和延长退火的时问，其能提高容量和改善循环特性；Ｌｉ等【 ¨ 】等制备出的含有ＺｒＯ２的ＬｉＭｎ２０４．０．５ＺｒＯ２（ＬＭＺＯ）薄膜，经过退火之后其获得了良好的晶粒结构，同时也表现出优异的电化学特性。然而ＬｉＭｎ２Ｏ４材料容量衰减较快和循环寿命较短等缺陷，则极大地限制了商业化的发展。除了以上一些正极材料外，许多新型的材料也在不断地涌现，如ＬｉＦｅＰ０４、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３、二元和三元材料等，其也都将可能成为人们研发的热点。