纳米LATP电解质制备及其电化学性能研究
摘要：如今，锂离子电池的应用十分广泛，随着新能源发展对锂离子电池的安全性和能量密度提出了更高的要求。目前的商用锂离子电池主要采用液态有机电解质,存在易泄露、腐蚀性强、高温下容易热失控导致易燃易爆等安全隐患。而用固态电解质可以有效地提高锂电池的安全性能。固态电解质相对于液体电解质的极端环境工作适应性好。但固态电解质还有很多问题待解决，本来打算制备LATP电解质并研究其电化学性能，进一步结合PAN聚合无电解质制备柔性的有机无机复合聚合物电解质。有望获得高安全性，高密度及高寿命的固态电解质。
关键词：固态电解质 锂离子电池 纤维素模板
1、研究背景及意义
锂离子电池自1991年成功商业化以来大规模应用于消费电子、医疗电子、电动汽车、电动自行车、电动工具、无人机、规模储能、数据中心和国家安全等领域。电解质是锂离子电池的重要组成部分，影响电池的安全性能和电化学性能。所以改善电解质对电池的能量密度、循环寿命、安全性能有重要的影响，目前的商用锂离子电池主要采用液态有机电解质,存在易泄露、腐蚀性强、高温下容易热失控导致易燃易爆等安全隐患。尽管使用凝胶电解质和聚合物电解质能够在一定程度上缓解这些问题，但不能从根本上解决电池的安全性问题。另外一方面新型电子产品及新能源汽车等对锂离子电池能量密度提出了更高的要求。
而固态电解质具有较高的热稳定性和化学稳定性,发展固态电解质有望从根本上解决锂电池的安全性问题，全固态电解质相比于液态有机电解质在众多方面具有显著优势：1.固态电解质不易燃,可以极大地减弱电池的安全隐患；2.固态电解质优异的机械性能有助于阻挡锂枝晶生长,使金属锂负极的应用成为可能,能够大幅提高电池的能量密度；3.全固态电解质没有流动、凝固和挥发的问题,可以组装成电堆并在宽电池的工作温度区间工作。并且相比于块体固态电解质来说，固态纳米电解质拥有更多的比表面积，能形成更好的接触界面，降低了界面应力集中。开发高安全性、高比能、高稳定性及高电导率的纳米电解质已经成为发展固态电池中的迫切需求。
然而目前在高结晶性纳米电解质制备及锂离子输运机制还不清楚，阻碍了其实际应用。本项目提出利用纳米纤维素模板限域制备纳米LATP，系统研究其离子输运机制，进一步结合PAN聚合无电解质制备柔性的有机无机复合聚合物电解质。有望获得高安全性，高密度及高寿命的固态电解质。
2、国内外研究现状
国内发展现状：国内的固态锂电池仍处于基础研发阶段，但现阶段国内对于固态锂电池研究方面取得了不错的进展，固态锂电池性能虽然优秀，但在实际应用当中还具有很多问题待解决。像类似于界面阻抗过大，不良的界面导电率是启用全固态锂离子电池的关键限制之一。我国应进一步发展固态锂电池，争取在未来5年内研发出高能量密度、高安全，且综合性能优异的固态锂电池，并推向产业化应用。
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