中國粉體網訊 目前,鋰電池的安全性能受到了越來越多的關注。基于對高容量和高安全性的鋰離子電池的需求,研究者將目光轉向固態電池,通過使用固體電解質取代液體電解質的方法,在提高安全性的同時,還增加了能量密度,從而逐漸成為研究焦點。固體電解質是固態電池的核心部分,是實現全固態鋰電池高安全性能、高循環穩定性和高能量密度的關鍵材料。
國內外許多高校、科研院所和相關企業,在固體電解質領域進行了大量的研究工作,共同推動固態鋰離子電池關鍵材料的研制和產業化進程,開創以聚合物、氧化物和硫化物電解質3種主要材料為基礎的多方面合作發展的良好格局。而在實現全固態電池的聚合物、氧化物、硫化物三條技術路線中,硫化物固體電解質由于擁有最高的鋰離子電導率和良好的機械性能而成為最有潛力的技術方向之一。
硫化物固態電解質來源于S2-替換氧化物固態電解質中的O2-。由于S2-電負性較O2-低,對Li+的束縛力小,硫化物固態電解質中存在更多自由移動的Li+;S2-半徑較O2-大,為Li+提供更大的傳輸通道,更有利于Li+在硫化物固態電解質中的遷移。因此,硫化物固態電解質比氧化物更容易獲得超導電性,硫化物固態電解質通常表現出較高的室溫離子電導率(10-3~10-4s/cm)。其次,硫化物固態電解質的熱穩定性好、電化學窗口寬和機械性能優,在鋰電池領域有很好的應用前景。但硫化物固態電解質在空氣中極不穩定,易與水和氧氣發生反應生成劇毒的H2S氣體。
實現高比能硫化物全固態電池的實際生產與應用,硫化物固態電池仍面臨許多問題需要克服。鑒于此,中國粉體網旗下粉體公開課平臺將于2021年9月24日舉辦“2021高性能固態電解質網絡研討會”,屆時來自中科院物理所的吳凡研究員將作《硫化物全固態電池技術研究進展》報告,此次報告將重點關注硫化物全固態電池的關鍵基礎科學問題和應用化開發難題,探討其團隊在此領域的研發進展。
報告人介紹
吳凡,國家海外高層次人才引進計劃;中科院海外杰出人才引進計劃;中科院海外杰出人才引進計劃-擇優支持;現任中國科學院物理研究所博士生導師,中國科學院大學教授,中科院物理所長三角研究中心科學家工作室主任。2007-2011,浙江大學材料學學士;2011-2014,美國北卡州立大學材料學博士;2014-2016,普林斯頓大學博士后;2016-2018,哈佛大學研究員。發表SCI論文52篇、專著兩部、申請美國發明專利3項,國家發明專利16項,國際發明專利2項。
資料來源:
穆道斌,謝慧琳等. 鋰離子電池固體電解質的研究與進展
任贊,廖擎偉等. 鋰無機固態電解質研究進展
(中國粉體網編輯整理/青黎)
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