中國粉體網(wǎng)訊 10月27日,，中國科學院青島生會能源與過程研究所傳來喜訊：該所崔光磊研究員、馬君副研究員與天津理工大學李超博士、羅俊教授，中國科學院物理研究所谷林研究員合作，首次實現(xiàn)硫化物基固態(tài)電池界面鋰傳輸?shù)脑豢梢暬蛢?nèi)電場調(diào)控,。
據(jù)介紹，采用硫化物固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池具有高安全,、高能量密度,、長循環(huán)壽命等優(yōu)勢，預計將比現(xiàn)有電池更輕,、更持久,、更安全、更便宜,，因此被認為是下一代動力電池的發(fā)展方向之一,，豐田、三星,、Solid Power,、寧德時代等行業(yè)巨頭對這一前瞻技術(shù)也都進行了積極布局。然而,，硫化物固態(tài)電解質(zhì)的界面電荷傳輸困難和界面穩(wěn)定性差等瓶頸問題嚴重制約了電池的安全性,、能量密度、循環(huán)壽命和快充性能,，導致固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化仍然面臨各種阻礙,。因此，亟需發(fā)展界面高速傳輸和界面穩(wěn)定化等固態(tài)電池關(guān)鍵技術(shù),，突破上述瓶頸,，進而推動硫化物固態(tài)電池早日上市。
據(jù)了解,，崔光磊帶領(lǐng)的固態(tài)能源系統(tǒng)中心聚焦動力電池發(fā)展的關(guān)鍵,，立足前沿，獨辟蹊徑，發(fā)展了多項硫化物固態(tài)電池界面高速傳輸和穩(wěn)定化關(guān)鍵技術(shù),，取得了一系列重要成果,，為解決固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的難題奠定了研究基礎(chǔ)。2017年,，通過仿生模擬設(shè)計了一種聚合物導電纖維增韌技術(shù),，提高了硫化物電解質(zhì)的斷裂強度（授權(quán)專利：ZL201711198632.3）,。2018年,，基于剛?cè)岵脑O(shè)計理念，利用聚碳酸亞乙烯酯-Li10SnP2S12超分子化學作用,，發(fā)展了原位聚合一體化固態(tài)電池技術(shù),，獲得比容量和循環(huán)性能優(yōu)異的LiFe0.2Mn0.8PO4基室溫固態(tài)鋰電池（ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 13588-13597）。2019年,，在深入認識有機無機復合電解質(zhì)鋰傳輸機制和構(gòu)效關(guān)系的基礎(chǔ)上,，設(shè)計了具有三維雙連續(xù)導電相的聚合物-硫化物復合電解質(zhì)，提出并發(fā)展了離子和電子傳輸通道的原子尺度原位生成技術(shù),，實現(xiàn)電子,、離子快速傳輸（室溫離子電導率可達10-3 S cm-1數(shù)量級以上），為開發(fā)高安全,、高容量,、快速充放電的固態(tài)鋰電池提供了有力的技術(shù)支撐（專利：201910451384.1；201911342394.8）,。
近日,，崔光磊，馬君與李超,、羅俊,，谷林等研究員科研合作，采用原位掃描透射電鏡差分相襯成像技術(shù)首次實現(xiàn)了鈷酸鋰/硫化物電解質(zhì)界面鋰離子傳輸?shù)目梢暬芯�,，并且通過設(shè)計制備具有非連續(xù)分布鈦酸鋇（BaTiO3）納米單晶顆粒的界面結(jié)構(gòu),，證明了一種新型的內(nèi)建電場和化學勢耦合技術(shù)改善界面鋰傳輸?shù)目尚行裕瑸楦纳平缑驿囯x子傳輸和提升電池快充性能提供了新的技術(shù)方案,，專利：202011101181.9,，自然通訊期刊（Nature Communication）已接收�,；谏鲜鲅芯窟M展,，從超分子化學和界面構(gòu)效關(guān)系的角度加深硫化物固態(tài)電池的關(guān)鍵科學問題理解，并且為理性設(shè)計高能量密度固態(tài)鋰金屬電池和解決其技術(shù)瓶頸提供了建設(shè)性方案（Adv. Mater. 2019, 31,1902029,；Matter 2020, 2, 805-815）,。
圖1（a）原位掃描透射電鏡差分相襯成像技術(shù)工作原理示意圖；（b）鈷酸鋰/硫化物固態(tài)電解質(zhì)界面鋰傳輸行為的原位掃描透射電鏡差分相襯成像結(jié)果；（c）內(nèi)建電場和化學勢耦合技術(shù)改善界面鋰傳輸機制示意圖,。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/星屑）
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