رقابت بین الکترولیت های پلیمری و الکترولیت های سولفید معدنی

الکترولیت ها اجزای کلیدی در سیستم های ذخیره سازی الکتروشیمیایی هستند که مکانیسم انتقال یون بین کاتد و آند سلول را فراهم می کنند.از آنجایی که فناوری باتری در حال توسعه مداوم است، تقاضا برای مواد کارآمدتر، قابل اعتمادتر و سازگار با محیط زیست افزایش یافته است.باتری های لیتیوم یون حالت جامد (SSLIBs) به عنوان نسل بعدی سیستم های ذخیره انرژی در نظر گرفته می شوند و الکترولیت های جامد (SEs) اجزای کلیدی این سیستم ها هستند.در مقایسه با الکترولیت های مایع، SE ها از نظر حرارتی پایدار (ایمن تر)، کمتر سمی هستند و طراحی باتری فشرده تری (سبک تر) دارند.با این حال، مسئله اصلی هدایت یونی است، به خصوص در دماهای پایین.تا کنون، دو نوع محبوب SE وجود دارد: (1) الکترولیت های جامد معدنی (InSEs) و (2) الکترولیت های پلیمری (PEs).در میان InSE ها، SE های مبتنی بر سولفید رسانایی یونی بسیار بالایی دارند (تا 10-2 S/cm) و می توانند به راحتی با الکترولیت های مایع (LEs) رقابت کنند.از طرف دیگر، آنها بسیار گرانتر از LE هستند.پلی اتیلن ها را می توان با هزینه کمتری نسبت به InSE ها تولید کرد، اما رسانایی آنها هنوز برای عملکرد بالاتر کافی نیست.این مقاله کارآمدترین SE ها را بررسی می کند و آنها را از نظر عملکرد و هزینه ها مقایسه می کند.چالش‌های مرتبط با الکترولیت‌های پیشرفته فعلی و پتانسیل‌های کاهش هزینه آن‌ها شرح داده شده‌اند.

ما دلایل قوی برای الکترولیت های جامد مبتنی بر سولفید/فسفید در مقابل الکترولیت های اکسید/فسفات ارائه می دهیم.علاوه بر موارد دیگر، اینها دارای رسانایی بالاتر، گزینه های قابل حمل برای واکنش های جانبی در تولید در شرایط محیطی، و خواص مکانیکی مانند شکل پذیری هستند.در نهایت، ترکیب الکترولیت های جامد مبتنی بر سولفید/فسفید با الکترولیت های پلیمری به عنوان چسب بین دانه ها منطقی و امکان پذیر به نظر می رسد.این رویکرد می‌تواند راه‌حل‌های عالی برای سرکوب موفق لیتیوم دندریت در فیلم‌های بسیار فشرده و همچنین انطباق ساده و مؤثر الکترولیت‌های جامد با تولید معمولی Li-Ion ارائه دهد، به‌ویژه اگر این رویکرد با تشکیل آند فلز لیتیوم در محل ترکیب شود. اولین بار در مرحله تشکیل.