中国粉体网讯 由于传统锂离子液态电解质的局限性，近年来，人们把研究重点转移到了陶瓷电解质领域，陶瓷电解质包括钙钛矿型、NASICON型、LISICON型、层状LiN3和类石榴石型（GARNET）等。
与其它固体电解质相比，LISICON型电解质报道较少，可能是因为其锂离子导电率相当低（室温下10-7S/cm），并且与锂和空气接触时稳定性差。
LISICON电解质的两种结构类型
LISICON结构固态电解质的研究始于Li14Zn-(GeO4)4化合物结构的发现，Li4GeO4和Zn2GeO4形成互溶相，［GeO4］2-构成骨架结构，大部分的Li+、Zn2+作为平衡电荷参与整个骨架的构建。但是，还有部分的Li+填充骨架结构的孔隙中，这些锂离子可以迁移，表现出一定的离子传导性能。
另一种LISICON结构类型是处于Li4XO4(X=Si，Sc，Ge，Ti)和Li3YO4(Y=P，As，V，Cr)过渡结构之间，类γ-Li3PO4的结构互溶体，可以采用化学通式Li3+xXxY1-xO4表示，X处于0.4～0.6之间，游离的锂离子处于结构间隙位置，骨架结构对这种Li+的约束较小，这种情况下离子的电导率可大幅度的提高。
液态压晶格模型可以用来解释LISICON型固体电解质的Li+传导机制，晶格的骨架由非迁移离子组成，骨架结构形成的同时也造成了Li+传递的通道，迁移离子的几何尺寸成为了限制因素，小于通道最小直径的离子可以顺利迁移，从而使得离子导电顺利进行。通过掺杂引入其它原子来提高离子的电导率成为这类电解质的研究热点。
LISICON电解质研究发展
2011年，LISICON型电解质的研究取得了重大突破。KAMAYA等通过引入Ge元素，利用高温固相法合成出了一种新型结构的固体电解质Li10GeP2S12(LGPS)。这种固体电解质具有非常高的锂离子电导率，达到了1.2×10-2S/cm，几乎接近有机电解液的电导率。LiCoO2/Li10GeP2S12/Li全固态锂电池在14mA/g的电流密度下，首次充放电比容量分别为135mA∙h/g和124mA∙h/g，效率为91.85%，超高的离子电导率引起广泛的关注。
受KAMAYA等研究的启发，ONG等利用第一性原理计算研究了Li10±1MP2X12（M=Ge、Si、Sn、Al、P，X=O、S、Se）系列的电化学稳定性以及离子电导率。他们发现对具有较小晶格常数的化合物来说，晶格常数越小，离子电导率越低，但是对大晶格常数的化合物，晶格常数的影响就很小了。
2016年，KATO等在原有的Li10GeP2S12工作基础之上，引入Si原子，制备了一种新型的快离子导体Li9.4Si1.74P1.44S11.7Cl0.3，其室温下离子电导率高达2.5×10-2S/cm，比Li10GeP2S12高出了2倍，同时原料成本也得到降低。他们将这种新型的快离子导体作为固体电解质组装高电压高功率的全固态锂离子电池，表现出了优越的功率密度，在电流密度为18C进行充放电时电化学性能佳，优于当前的液态电解质电池。此外，电池具有较宽的工作温度范围（-30～100℃）。
参考来源：
[1]王伟等.锂离子电池固态电解质的研究进展
[2]杨建锋等.无机固态锂离子电池电解质的研究进展
[3]吕晓娟等.NASICON型无机固态锂离子电解质的研究进展
（中国粉体网编辑整理/山川）
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