全固態薄膜鋰離子二次電池的研究進展

劉永澤

摘 要：全固態薄膜鋰離子二次電池具有較高的安全性、重量較輕、能量密度較高、而且使用壽命較長，在一些微電池系統領域有著較好作用，具有較高的應用價值。在許多信息工業以及一些微型加工工業中，基于工業特性，對電池系統提出了較高要求，一般的電池往往不具有較高的安全性，而且能量密度不足，難以保障工業的順利進行。全固態薄膜鋰離子二次電池則能較好解決工業操作過程中的電池問題，具有較好作用。本文主要對全固態薄膜鋰離子二次電池的研究進展進行分析，提出了一些建議。

關鍵詞：全固態薄膜鋰離子二次電池；研究；進展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.009

在社會經濟的推動下，我國的電池行業得到了較好發展，全固態薄膜鋰離子二次電池也有了較大進步，在實際應用中發揮出了較好作用。在電池方面，只有具備較高的能量密度、安全性、可靠性等要素才能更好在工業各環節操作中發揮重要作用，但是很多電池并不具備較好的性能，在應用過程中容易出現多種隱患。全固態薄膜鋰離子二次電池則具有較高性能、使用壽命長，因此，技術人員可以將其應用微電池系統中，能夠起到較好作用。

1 全固態薄膜鋰離子二次電池分析

在實際生活中，薄膜鋰離子結構的設計質量與全固態薄膜鋰離子二次電池的整體性能有著緊密聯系，如果結構設計質量不高，將直接對全固態薄膜鋰離子二次電池的使用壽命、能量密度等優勢有著重大影響，因此，基于薄膜鋰離子結構設計的重要性，技術人員必須對其結構進行有效優化，這樣才能更好保障全固態薄膜鋰離子二次電池的應用性能。在實際情況中，薄膜鋰離子結構的種類較多，一些技術人員設計出了電池疊層結構，在這種結構中，需在襯底中對陰陽極電流收集極薄膜進行沉積，主要為兩層；之后再對陰極進行沉積；然后對固體電解質以及陽極薄膜進行沉積，最后對保護層進行涂抹，以保障全固態薄膜鋰離子二次電池的正常運作。有些技術人員對薄膜鋰離子電池結構進行了簡化，在對相應的薄膜電池材料進行沉積后，設計了兩個引線端子，方便薄膜電池進行連接，這種結構對電池的有效面積進行了擴大，對全固態薄膜鋰離子二次電池的性能進行了提高。

2 全固態薄膜鋰離子二次電池研究進展分析

與一般電池相比，全固態薄膜鋰離子二次電池有著較高的安全性，整體運作性能也更優良，具有較高的應用價值。在全固態薄膜鋰離子二次電池中，薄膜材料的質量決定著電池的運作效果，因此，保障薄膜材料的質量至關重要。

2.1 全固態薄膜鋰離子二次電池正極薄膜材料

在實際生活中，全固態薄膜鋰離子二次電池的正極薄膜材料較多，包括LiCoO2、V2O5、LiNiO2、LiMn2O4等。LiCoO2有著較高的比容量、其循環功能較強，在實際應用中能發揮出一定效果。有些技術人員研制出了多晶態LiCoO2薄膜，這種薄膜比容量較低，而且循環功能也較差，運作時度溫度有著較高要求；而有些技術人員對偏壓進行了應用，較好保障了薄膜的循環性能，而且比容量較高。雖然這種材料具有一定優勢，但是其有著較高的應用成本，而且很容易造成環境污染，所以在發展過程中出現了較多問題。

與LiCoO2相比，LiMn2O4有著較為豐富的資源，而且安全性及環保性更高，所以具有較大的發展潛力。一些技術人員研制出的LiMn2O4薄膜具有密度高、無裂縫等特性，能夠較好提高全固態薄膜鋰離子二次電池的容量以及性能，在實際應用效果較好。但是在實際情況中，LiMn2O4材料使用壽命較短，而且容量具有一定衰減性，因此，其發展過程也受到了較大限制。

2.2 全固態薄膜鋰離子二次電池負極薄膜材料

以往主要應用金屬鋰薄膜作為全固態薄膜鋰離子二次電池的負極材料，由于這種材料有著較高的比容量，而且電位較低，所以有著廣泛應用；但是在實際情況中，金屬鋰薄膜也存在著一些劣勢，其熔點較低，而且安全性較差，所以在實際發展中受到了較多限制。有些技術人員對碳基、硅基等材料進行了應用，起到了一定效果，但是這些材料均存在著一些化學問題，難以普遍使用。有些技術人員對Li4Ti5O12進行了應用，這種材料有著較好的熱穩定性，而且循環功能較好，具有較大的發展潛力。

2.3 全固態薄膜鋰離子二次電池固體電解質薄膜材料

全固態薄膜鋰離子二次電池中固體電解質薄膜材料有著重要作用，對電池的化學性能有著較大影響。有些技術人員研制出了非晶態的Li2.2V0.54Si0.46O3.4薄膜，具有較高的離子電導率，能達到2.6*20-6S/cm，能起到較好作用。有些技術人員對射頻磁控濺射方法進行了應用，研制出了非晶態的LiPON薄膜，其離子電導率比非晶態的Li2.2V0.54Si0.46O3.4薄膜高，實用性較強。

3 結束語

在實際生活中，全固態薄膜鋰離子二次電池有著較多優勢，包括能量高、電壓高、使用壽命長、無污染等，在電子信息工業、微型加工工業中有著廣泛應用，并起到了較好效果，促進了多種行業的發展。因此，基于全固態薄膜鋰離子二次電池的發展潛力，技術人員需加強對其的研究，提高其整體運作性能，并將其應用進多種行業，充分發揮出全固態薄膜鋰離子二次電池的作用，從而更好為社會服務。

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