中國粉體網訊  固態電池是目前公認最具前景的新一代動力電池， 目前固態電池技術處于什么階段？商用市場已達到怎樣的規模？產業鏈又涉及到哪些領域？這些問題受到業內人士普遍關注。 2023年2月21-22日，由中國粉體網主辦的第四屆高比能固態電池關鍵材料技術大會在江蘇常州隆重召開，會議期間，我們邀請到了業內專家、學者，優秀企業家代表做客對話欄目，進行訪談交流。

目前單一固態電解質體系難以滿足全固態電池的實際應用需求。將聚合物基體和無機填料復合后得到的復合固態電解質能夠對兩種體系“取長補短”，通過聚合物和無機填料的協同作用，將無機固態電解質的高強度、高穩定性、高離子電導率的優點與聚合物固態電解質的質軟、易加工的優勢進行了結合，使得其在離子電導率、電化學穩定性和機械性能等方面都有較大的提升，表現出較好的綜合性能。

針對復合固態電解質的研究，業界已經有了不少進展。但該類電解質仍然面臨許多挑戰，包括離子電導率、電化學窗口、固固界面問題、兩相相容性等方面存在的關鍵問題還需要作進一步的探索。基于此，中國粉體網邀請到了福州大學材料科學與工程學院張久俊院士做客“對話”訪談欄目，講述其課題組基于復合固態電解質關鍵材料與先進結構的研究進展。

張久俊，教授，博士生導師，福州大學材料科學與工程學院院長，加拿大皇家科學院/工程院/工程研究院三院院士。

主要研究領域為電化學能源存儲與轉換，包括燃料電池、高能電池、H2O/CO2/N2電解和超級電容器等。

粉體網：全固態鋰電池的研發主要包括氧化物固態電解質、硫化物固態電解質、聚合物固態電解質3個方向，您認為單一方向固態電解質在產業化方面的最大瓶頸分別是什么？

張久俊院士：單一方向固態電解質產業化應用的瓶頸主要有4個方面：離子電導率比較低、電解質本身的電壓窗口較窄、穩定性方面還要進一步的提高、電解質與電極界面之間的兼容性需要進一步的研究。

粉體網：在復合固態電解質材料體系中，您認為哪些材料復合前景較為明朗？

張久俊院士：目前對于單一固態電解質，我們采用填充的策略來達到復合的效果，比如有機填充材料，包括零維材料，也就是顆粒的填充，然后一維的或者二維的以及三維的材料的填充。

目前相對來說比較接近產業化的，可能還是高聚物。高聚物的填充效果會更好一些，無論是電壓窗口還是電極表面的適配性，以及整體的穩定性方面。

粉體網：目前，復合固態電解質結構設計主要有哪些思路，您認為哪種結構比較容易實現應用？

張久俊院士：結構設計從零維結構到三維結構，但是從電解質復合的角度來講，電解質本身最好有骨架結構，然后在骨架結構里面可以填充一些無機材料或者有機材料，以達到更好的效果。

粉體網：復合固態電解質如何解決材料的兩相相容性問題？以及在解決固-固界面問題方面相較于單一電解質是否存在優勢？

張久俊院士：是存在優勢的。固態電池的電解質和電極本身都是固態，假如二者都是無機物，相當于兩個硬碰硬的結構，在充放電過程中，由于兩種材料的膨脹系數不一樣，二者很容易剝離。也就是說如果界面本身適配性不好的話，界面電阻會很大。

而我們發展的高聚物固態電解質，其表面的兼容性以及適配性會好一些。

粉體網：據粉體網了解，您在鋰硫電池方面也頗有建樹，請問目前相關科研進展以及產業化應用進展如何？

張久俊院士：鋰硫電池主要存在幾個問題，一個是硫本身導電性很差，需要通過材料復合來提高導電性；第二個是鋰硫電池充放電過程會產生多硫化合物，多硫化合物的穿梭效應會導致電池的容量衰減；第三個是硫本身在充放電過程中的膨脹比較大，需要通過材料復合來解決它的膨脹問題。

產業化方面，最近在馬鞍山市，我們的技術正在實現產業化。這個項目的生產線正在建設當中，大約到6月份就可以出產品。我們的鋰硫電池的能量密度可以達到350Wh/kg，循環壽命可以達到1200次。鋰硫電池相對于其他鋰電池比較便宜，能量密度上升空間也比較大，預計可以達到500Wh/kg，所以它也被譽為下一代鋰電池。我們在這方面已經開展了七八年的工作，最近在進行產業化。

粉體網：好的張院士，我們今天采訪就到這結束，感謝您接受采訪。

（中國粉體網編輯整理/長安）

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