Sichere Festkörper-Lithium-Metall-Batterien: Mechanismen und Strategien

Zusammenfassung Festkörperbatterien, die feste Elektrolyte (SSEs) zur Ersetzung von herkömmlichen flüssigen Elektrolyten verwenden, gelten als eine der vielversprechendsten Lösungen für die Erreichung von hochsicheren Lithium-Metall-Batterien. SSEs mit hohem mechanischen Modul, thermischer Stabilität und Nicht-Entflammbarkeit können nicht nur das Wachstum von Lithium-Dendriten hemmen, sondern auch die Sicherheit von Lithium-Metall-Batterien erhöhen. Dennoch zeigen mehrere interne material- bzw. elektrodenbezogene thermische Gefahren, die in jüngsten Arbeiten dargestellt wurden, dass Festkörper-Lithium-Metall-Batterien (SSLMBs) nicht undurchdringlich sind. Daher ist das Verständnis der potenziellen thermischen Gefahren von SSLMBs entscheidend für ihre sichereren und breiteren Anwendungen. In diesem Beitrag bieten wir einen umfassenden Überblick über den mechanischen Versagensmechanismus von SSLMBs von den Materialien bis zu den Geräten. Außerdem werden Strategien zur Verbesserung der thermischen Sicherheitsleistung von SSLMBs aus der Sicht der Materialverbesserung, Batteriedesigns und externen Verwaltung einbezogen. Folglich werden weitere zukünftige Richtungen aufgezeigt. Wir hoffen, dass diese Arbeit wertvolle Einblicke in den Weg zur Konstruktion von Energiespeichergeräten mit hoher Energiedichte und Sicherheit geben kann.