固態電解質是固態電池的重要組成部分,NASICON型固態電解質,是基于NASICON骨架結構的一類氧化物固態電解質,擁有特殊晶體結構,可以用于全固態電池、半固態電池制造領域。
NASICON,鈉超離子導體,常見產品為鈉鋯硅磷氧(NZSP),分子式為Na3Zr2Si2PO12,屬于三方晶系,不可燃燒,是一種固態電解質。鈉超離子導體型固態電解質為三維結構,鈉離子位于間隙中,可以被其他離子所取代,例如利用磷酸鈦鋁鋰(LATP)中的鋰離子來替代鈉離子,能夠制備鋰離子固態電解質。
傳統鋰電池采用液態電解質,存在易燃易爆、安全性不足問題,采用固態電解質可以避免這一問題,并且能夠進一步提高電池能量密度與循環壽命。鈉電池工作原理與鋰電池相似,采用固態電解質同樣可以解決安全性問題,并提高容量與壽命。預計發展到2030年,全球固態電池市場空間將達到1520億元,利好NASICON型固態電解質行業發展。
NASICON型固態電解質的制備方法主要是高溫固相法、溶膠-凝膠法等,其中,高溫固相法是傳統制備方法。除電池領域外,NASICON型固態電解質還可以用于高阻抗傳感器制造方面,能夠提高傳感器的靈敏度與穩定性。由此來看,NASICON型固態電解質擁有良好發展前景。
但現階段,已開發問世的NASICON型固態電解質仍存在缺點,例如對金屬鋰的電化學穩定性較差,界面電阻大、與正極材料之間的界面電荷傳輸動力學較弱等,限制了其在高性能固態電池領域的發展。因此NASICON型固態電解質技術研究還在不斷深入。
新思界
行業分析人士表示,在海外,NASICON型固態電解質相關研究機構主要有美國的佛羅里達州立大學、勞倫斯伯克利國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室,德國于利希研究中心,新加坡國立大學等;在我國,NASICON型固態電解質相關研究機構主要有華北理工大學、哈爾濱工業大學、昆明理工大學、中國科學院物理研究所、中國科學院上海硅酸鹽研究所等。