การแข่งขันระหว่างอิเล็กโทรไลต์พอลิเมอร์และอิเล็กโทรไลต์ซัลไฟด์อนินทรีย์

อิเล็กโทรไลต์เป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบจัดเก็บไฟฟ้าเคมี ซึ่งให้กลไกการขนส่งไอออนระหว่างแคโทดและแอโนดของเซลล์เนื่องจากเทคโนโลยีแบตเตอรี่อยู่ในระหว่างการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จึงมีความต้องการวัสดุที่มีประสิทธิภาพ เชื่อถือได้ และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบโซลิดสเตต (SSLIB) ถือเป็นระบบกักเก็บพลังงานแห่งอนาคต และโซลิดอิเล็กโทรไลต์ (SEs) เป็นส่วนประกอบหลักสำหรับระบบเหล่านี้เมื่อเทียบกับอิเล็กโทรไลต์เหลว SEs มีความคงตัวทางความร้อน (ปลอดภัยกว่า) มีพิษน้อยกว่า และให้การออกแบบแบตเตอรี่ที่กะทัดรัดกว่า (เบากว่า)อย่างไรก็ตาม ปัญหาหลักอยู่ที่การนำไฟฟ้าด้วยไอออน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่อุณหภูมิต่ำจนถึงปัจจุบัน SEs ที่ได้รับความนิยมมีสองประเภท: (1) อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งอนินทรีย์ (InSEs) และ (2) อิเล็กโทรไลต์โพลีเมอร์ (PEs)ในบรรดา InSE นั้น SE ที่มีซัลไฟด์เป็นองค์ประกอบให้ค่าการนำไฟฟ้าไอออนิกที่สูงมาก (สูงถึง 10−2 S/ซม.) และสามารถแข่งขันกับอิเล็กโทรไลต์เหลว (LE) ได้อย่างง่ายดายในทางกลับกัน ราคาแพงกว่า LE มากสามารถผลิต PE ได้ในราคาที่น้อยกว่า InSE แต่ค่าการนำไฟฟ้ายังไม่เพียงพอสำหรับประสิทธิภาพที่สูงขึ้นบทความนี้จะทบทวน SEs ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดและเปรียบเทียบในแง่ของประสิทธิภาพและค่าใช้จ่ายมีการอธิบายความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กโทรไลต์ที่ล้ำสมัยในปัจจุบันและศักยภาพในการลดต้นทุน

เราให้เหตุผลที่ชัดเจนสำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งที่มีซัลไฟด์/ฟอสไฟด์ เทียบกับอิเล็กโทรดออกไซด์/ฟอสเฟตนอกจากคุณสมบัติอื่นๆ แล้ว ยังมีค่าการนำไฟฟ้าที่สูงกว่า ทางเลือกในการจัดการที่เป็นไปได้สำหรับปฏิกิริยาข้างเคียงในการผลิตภายใต้สภาวะแวดล้อม และคุณสมบัติทางกล เช่น ความเหนียวสุดท้าย ดูเหมือนว่าสมเหตุสมผลและเป็นไปได้ที่จะรวมอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งที่มีซัลไฟด์/ฟอสไฟด์กับอิเล็กโทรไลต์พอลิเมอร์เป็นกาวระหว่างเมล็ดพืชวิธีการนี้สามารถให้ผลการแก้ปัญหาที่ยอดเยี่ยมสำหรับการปราบปราม Li-dendrite ที่ประสบความสำเร็จในฟิล์มที่มีการบีบอัดสูง ตลอดจนการปรับอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็งที่ง่ายดายและมีประสิทธิภาพให้เข้ากับการผลิต Li-Ion ทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากวิธีการนี้รวมกับการก่อตัวของแอโนดโลหะ Li ในแหล่งกำเนิด การชาร์จครั้งแรกในขั้นตอนการสร้าง