固体电解质

有离子导电性的固态物质
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固体电解质就是一些离子在其中可以具有较高迁移速度的固态物质，也称作快离子导体或超离子导体。固体电解质需要具有更高的离子电导率和更低的电子电导率。[1][2]固体电解质按照材料性能区分又可以分为无机固体电解质、无机有机复合固体电解质和固体聚合物电解质等。[2]
固体电解质既可以应用在全固体电池中，也可以应用在液体混合电解质电池中。常见的固体电解质包括：NASICON，LISICON氧化物、硫化物、薄膜LiPON、聚合物、LATP、LYGP等材料。[2]适合用作固体电解质的材料通常是透明的，多晶态时则呈现为白色或稍微带色。[1]
在1908年已有人尝试用固体氧化物做电解质组成原电池，但由于所用的固体电解质电阻大，很难得到再现性好、稳定的可逆电动势。直到通过1957年Kiukkola和Wagner的研究，找到了低电阻的ZrO₂，或ThO₂基的固体电解质以后人们才解决这一问题，并将固体电解质广泛运用在电池中。[1]

概述

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。它们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。