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。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。然而,隨著研究的深入,固態電解質研究遇到種種技術瓶頸,限制了固態電池的產業化應用。基于此,由中國粉體網主辦的“2021高性能固態電解質網絡研討會”于9月24日上午8:30準時開始。來自東北師范大學的劉玉龍副教授、合肥工業大學的馮緒勇研究員、以及中科院物理所的吳凡研究員分享了精彩報告。
東北師范大學的劉玉龍副教授帶我們回顧了固態電池的優劣勢,分享了自己在固態電解質界面問題的研究成果,通過最新發展的冷燒結技術結合后退火處理來得到高電導率的固態電解質。用LATP電解質作為示例,在120℃下制備了室溫電導率為8.04x10-5Scm-1的固態電解質。所得電解質的致密度為94%,活化能為0.37eV。通過高分辨電鏡對其進行表征發現在晶粒之間形成了高離子導電的晶界。這種新的燒結方法為發展固態電池提供了嶄新的研究思路。以下是部分精彩內容。
(圖片來源:NASICON固態電解質的低溫合成及其界面研究ppt)
固態電解質一般由固定的陰/陽離子框架和流動的載流子組成。這種特殊的結構同時保障了固體形態和高離子電導率。但是這種結構只能在相對高溫的條件下穩定存在,溫度降低時往往會發生相變或者分解,引起結構的變化和電導率的降低。合肥工業大學的馮緒勇研究員致力于固態電解質的相變研究,給我們展示了不同材料的相變表征研究結果,對材料高溫相變的研究將有助于新型固態電解質的發現,同時通過摻雜對材料組成的調整可以對相變溫度進行調控,從而在較低的溫度下獲得穩定的新型固態電解質。以下是部分精彩內容。
(圖片來源:固態電解質中的相變研究ppt)
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。中科院物理所的吳凡研究員分別從硫化物全固態電池的國內外發展現狀、面臨的關鍵基礎科學問題(材料→界面→電芯)、研究成果(新型硫化物)、以及含硅負極在硫化物固態電池應用等不同方面介紹了硫化物固態電解質的研究進展。滿滿的干貨,以下是部分精彩內容。
(圖片來源:硫化物全固態電池技術研究進展ppt)
以下是報告過程中的部分問題探討
對于固態電解質的研究,國內外許多高校、科研院所和相關企業在此領域進行了大量的研發工作,他們共同推動固態鋰離子電池關鍵材料的研制和產業化進程。相信在不遠的將來,固態電池能突破熱門話題,擁有屬于它的時代!
(中國粉體網編輯整理/青黎)
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