可充电锂离子电池(lib)由于其高能量密度和良好的循环性能，已在全球范围内广泛应用于智能手机、平板电脑和笔记本电脑等移动电子设备的电源。近年来，中型和大型lib的开发已经加速，用于汽车推进和太阳能或风能间歇性发电的固定负载平衡。然而，更大的电池尺寸会导致更严重的lib安全问题;其中一个主要原因是可燃性有机液体电解质的用量增加。

以不可燃无机锂离子(Li+)导体作为固体电解质(SE)的全固态锂电池，由于其高能量密度、安全性和可靠性，有望成为下一代储能设备。SE材料不仅要在室温下具有高的锂离子导电性，还要具有可变形性和化学稳定性。与硫化物基相比，氧化物基SE材料的导电性相对较低，变形能力较差;然而，它们还有其他优点，如化学稳定性和易于处理。

石榴石型Li+快速导电氧化物Li7-xLa3Zr2-xTaxO12 (x = 0.4-0.5, LLZTO)具有良好的离子导电性能和较高的电化学稳定性，被认为是SE的良好候选者。然而，致密化通常需要1000-1200℃的高温烧结，而这个温度太高，无法抑制SE与大多数电极材料界面处不希望发生的副反应。因此，目前可用于共烧结工艺开发的石榴石型SEs固态电池的电极材料有限。

日本丰田工业大学电气与电子信息工程系的Ryoji Inada和他的同事们利用气溶胶沉积(AD)方法成功地在石榴石型LLZTO上制备了三钒酸锂(LiV3O8, LVO)厚膜阴极。利用所制备的复合材料制备了全固态电池样品并进行了测试。

众所周知，AD方法是一种室温薄膜制造工艺，它利用陶瓷颗粒在衬底上的冲击固结。通过控制颗粒大小和形貌，可以在各种衬底上制备致密的陶瓷厚膜，而无需进行热处理。这一特性在氧化物基固态电池的制造中很有吸引力，因为可以选择各种电极活性材料并在SE上形成，而无需热处理。

由于LVO具有约300 mAh/g的锂离子存储容量，因此作为锂基电池的正极材料进行了详细的研究。然而，LVO作为固态电池阴极的可行性尚未得到研究。与LiCoO2、LiMn2O4、LiFePO4等传统锂离子电池正极材料不同，LVO的反应始于放电(即Li+插入)过程。因此，目前广泛应用于锂离子电池的石墨阳极很难用于具有LVO阴极的电池。在具有石榴石型SEs的固态电池中，锂金属电极可能用作阳极;因此，LVO将成为高容量阴极的有吸引力的候选者。

为了在LLZTO颗粒上制备致密的LVO膜，采用球磨法控制了LVO颗粒的大小。在室温条件下，在LLZTO上成功制备了厚度为5 ~ 6 μm的LVO厚膜。LVO厚膜的相对密度约为85%。为了对LVO厚膜作为阴极进行电化学表征，在LLZTO颗粒的另一端表面附着Li金属箔作为阳极，形成LVO/LLZTO/Li结构固态电池。测定了LVO/LLZTO/Li全固态电池在50℃和100℃下的恒流充电(从LVO中提取Li+)和放电(向LVO中插入Li+)性能。

虽然极化在50℃时相当大，但可逆容量约为100 mAh/g。当温度升高到100℃时，极化减小，电池平均电压约为2.5 V时容量显著增加到300 mAh/g;这是在有机液体电解质中观察到的LVO电极的典型行为。此外，我们证实了在不同的电流密度下，固态电池中的充放电反应是稳定循环的。这可以归因于通过冲击固结制备的LVO薄膜与薄膜中的LLZTO和LVO颗粒之间的强附着力。

这些结果表明，LVO可以作为具有高安全性和化学稳定性的氧化物基固态电池的大容量阴极，尽管还需要进一步的研究来提高性能。研究人员已经进行了进一步的研究，以在更低的工作温度下实现基于氧化物的固态电池。