固态电解质是固态电池的重要组成部分,NASICON型固态电解质,是基于NASICON骨架结构的一类氧化物固态电解质,拥有特殊晶体结构,可以用于全固态电池、半固态电池制造领域。
NASICON,钠超离子导体,常见产品为钠锆硅磷氧(NZSP),分子式为Na3Zr2Si2PO12,属于三方晶系,不可燃烧,是一种固态电解质。钠超离子导体型固态电解质为三维结构,钠离子位于间隙中,可以被其他离子所取代,例如利用磷酸钛铝锂(LATP)中的锂离子来替代钠离子,能够制备锂离子固态电解质。
传统锂电池采用液态电解质,存在易燃易爆、安全性不足问题,采用固态电解质可以避免这一问题,并且能够进一步提高电池能量密度与循环寿命。钠电池工作原理与锂电池相似,采用固态电解质同样可以解决安全性问题,并提高容量与寿命。预计发展到2030年,全球固态电池市场空间将达到1520亿元,利好NASICON型固态电解质行业发展。
NASICON型固态电解质的制备方法主要是高温固相法、溶胶-凝胶法等,其中,高温固相法是传统制备方法。除电池领域外,NASICON型固态电解质还可以用于高阻抗传感器制造方面,能够提高传感器的灵敏度与稳定性。由此来看,NASICON型固态电解质拥有良好发展前景。
但现阶段,已开发问世的NASICON型固态电解质仍存在缺点,例如对金属锂的电化学稳定性较差,界面电阻大、与正极材料之间的界面电荷传输动力学较弱等,限制了其在高性能固态电池领域的发展。因此NASICON型固态电解质技术研究还在不断深入。
新思界
行业分析人士表示,在海外,NASICON型固态电解质相关研究机构主要有美国的佛罗里达州立大学、劳伦斯伯克利国家实验室、橡树岭国家实验室,德国于利希研究中心,新加坡国立大学等;在我国,NASICON型固态电解质相关研究机构主要有华北理工大学、哈尔滨工业大学、昆明理工大学、中国科学院物理研究所、中国科学院上海硅酸盐研究所等。