中國粉體網訊  隨著電動汽車產業的高速發展，長續航、快充、安全問題已成為制約行業發展的瓶頸。兼顧高能量密度與安全性的固態電池是公認最具前景的下一代動力電池。為深入交流探討當前固態電池技術、成本、產業化等發展現狀，2024年1月18日-19日，由中國粉體網主辦的第五屆高比能固態電池關鍵材料技術大會在江蘇昆山隆重召開。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。本期，我們邀請到的是青島大學的郭向欣教授。

粉體網：氧化物固體電解質析氧問題有什么思路改善呢？

郭教授：氧化物固體電解質本身就是氧化物，加上表面還會生成一些像碳酸鋰、氫氧化鋰等易于分解的氧化物，析氧問題比較復雜。需要看氧化物固體電解質與什么樣的正極、負極、電解液匹配來具體分析。如果是表界面反應，就要做表面的改善或修飾；如果是體相的析氧，就需要對體相進行改性。析氧的情況類似高鎳三元材料，改善策略也是和高鎳三元材料之間存在關鍵共性問題。

粉體網：如何解決鋰負極和鋰鑭鋯氧的界面問題？

郭教授：鋰負極和鋰鑭鋯氧的界面問題一直是研究熱點。前幾年我們就撰寫過這方面的綜述。當前仍然有很多研究單位在關注這個問題。大家之前認為高致密的陶瓷固體電解質可以擋住鋰枝晶在陶瓷中的穿透，但現在看來不是這么簡單。

我們團隊做過很多工作，包括增加中間層有效抑制鋰枝晶的貫穿。這里面存在臨界電流密度，當電流密度超過這一臨界值的時候，依然會發生明顯的鋰穿透。最近有些研究單位在做鋰鑭鋯氧本身的改性，對抑制鋰枝晶的穿透有明顯作用。在我們的評述文章中明確指出，在固態電池的研究中首先需要標定出臨界電流密度，在電池工作過程中最好將其電流密度控制在臨界值之下。

有一個非常有意思的現象就是像鋰鑭鋯氧這樣的陶瓷片，當反向施加電場時，鋰枝晶還可以長回去，這個現象也給予大家很大的啟發。

將來，通過大家共同的努力，通過各種先進的綜合改善策略，這個問題還是有希望在固態電池中得到解決。

粉體網：為什么納米氧化物固體電解質能在固態電解質膜和固態復合正極材料性能提升方面顯示出極大的優勢？

郭老師：引入納米粉體，例如正極材料的氧化鋁包覆已經是業界廣泛采用的方案，可以顯著提高正極材料的循環穩定性。

對于納米固體電解質，就又增加了離子導電性，可以提高界面的離子傳輸能力。另外，用在固態電池上，氧化物本身表面有活性可以促進聚合，包括在固體電解質膜里引入納米固體電解質，提高離子電導率和其他性能的效果也很明顯。

粉體網：鋰鑭鋯氧納米化后如何防止表面產生碳酸鋰等副產物？如何保持較高的表面離子電導？如何儲存？

郭教授：表面碳酸鋰的問題，我們做過詳細的研究，現在一直在給業界的同仁重點強調。因為大家原來都不太重視這一問題，直接使用材料，然后的反饋是產氣、效果不好等問題。實際上像碳酸鋰的問題在電池里面都有，像鈷酸鋰表面、三元材料表面都有碳酸鋰，而納米鋰鑭鋯氧比表面積大，其表面的碳酸鋰會更多更不太容易消除。但這個問題有很好的辦法可以把表面的碳酸鋰除掉，比方說現在用的比較多的弱酸清洗，也有直接利用表面的堿性去做化學反應包覆也能達到很好的效果。

儲存方面主要是阻斷和與水及二氧化碳的化學反應，干燥環境就可以很好的抑制碳酸鋰的生長。在使用的時候，不要長時間暴露在潮濕的大氣環境之中。

粉體網：與其他固態電解質相比，氧化物固態電解質產業化進展是最快，未來氧化物固態電解質還需要解決哪些問題讓它走的更遠呢？

郭教授：氧化物固態電解質是比較好制備的，也是最容易驗證的。做電池沒有那么簡單，企業要經過多方面的驗證，包括配方的調整等。我們研究材料十幾年了，現在就是要和企業結合，下一步根據電池企業的需求，研發有用的材料。比方說電池體系的設計，包括半固態、全固態體系對材料的要求不同，我們會有針對性的做材料的研發。

另外就是成本問題，我們現在一個非常重要的研發方向就是降本，現在不光是電池要降本，材料更要降本。降本還涉及到規模化的問題，如果僅僅做噸級可能也很難談降本。所以說這都是我們下一步要重點發展的方向。

（中國粉體網編輯整理/喬木）

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