固态电解质

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固态电解质

         固态电解质也叫固态的离子导体,有些具有接近、甚至超过熔盐的高的离子电导率和低的电导激活能,这些固体电解质常称为快离子导体(fast ion conductor : FIC)。它形成的原因是晶体中的非导电离子形成刚性骨架,晶格内部存在多于导电离子数的可占据位置,这些位置互相连通,形成一维隧道型、二维平面型或三维传导型的离子扩散通道,导电离子在通道中可以自由移动。

固态电解质的特性
●  固态电解质既保持固态特点,又具有与熔融强电解质或强电解质水溶液相比拟的离子电导率;
●  结构特点不同于正常态离子固体,介于正常态与熔融态的中间相------固体的离子导电相;
●  导电相在一定的温度范围内保持稳定的性能,为区分正常离子固体,将具有这种性能的材料称为快离子导体;
●  良好的固体电解质材料应具有非常低的电子电导率。

优点
◆ 高的工作电压
◆ 高的体比/质比能量密度
◆ 低的自放电速率
◆ 没有记忆效应
◆ 能较为快速的充电
◆ 循环次数多
◆ 工作温度范围大

固态电解质导电离子移动形态
  

固态电解质的种类
■ 根据传导离子种类:阳离子导体和阴离子导体
    阳离子:银、铜、钠、锂、氢等
    阴离子:主要是氟离子导体与氧离子导体
■ 按材料的结构:根据晶体中传导离子通道的分布有一维、二维、三维。
■ 从材料的应用领域:储能类、传感器类。
■ 按使用温度:高温固体电解质、低温固体电解质


固态电解质和液体电解质特性对比

固态电解质的用途
       广泛应用于新型固体电池、高温氧化物燃料电池、电致变色器件和离子传导型传感器件等。也用在记忆装置、显示装置、化学传感器中,以及在电池中用作电极、电解质等。例如,用固体电解质碘制成的锂-碘电池已用于人工心脏起搏器;以二氧化锆为基质的固体电解质已用于制高温测氧计等。

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