中國粉體網(wǎng)訊  傳統(tǒng)鋰電池因采用液態(tài)電解液,，不可避免的存在安全隱患,，因此,，開發(fā)固態(tài)鋰離子電池可從根本上解決這一問題,。全固態(tài)鋰離子電池的結(jié)構(gòu)包括正極,、固態(tài)電解質(zhì)和負(fù)極,。其中固體電解質(zhì)在傳導(dǎo)鋰離子的同時(shí),，也起到了隔膜作用,，可以阻止電子傳輸,。

固態(tài)鋰電池與傳統(tǒng)鋰電池相比，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：一是安全性高,。傳統(tǒng)鋰離子電池以液態(tài)有機(jī)物充當(dāng)電解質(zhì),，可能發(fā)生自燃甚至爆炸事故，而固態(tài)電池自燃或者爆炸的風(fēng)險(xiǎn)顯著減小,；二是能量密度高,。固態(tài)電池的正負(fù)極材料得到優(yōu)化、制造步驟得到簡化,、非活性成分減少,，可以提高能量密度；三是循環(huán)壽命長,。固態(tài)電解質(zhì)較難泄露,、揮發(fā)，長期循環(huán)時(shí)電解質(zhì)不會產(chǎn)生干涸問題,，因此電池壽命較長,；四是工作溫度范圍寬。高溫時(shí),，液態(tài)電解質(zhì)會發(fā)生分解,，而采用固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池則可以保持良好的工作狀態(tài)。

固態(tài)電解質(zhì)作為固態(tài)電池區(qū)別于傳統(tǒng)液態(tài)電池的核心部件,，是固態(tài)電池發(fā)展的技術(shù)重點(diǎn),。全固態(tài)鋰電池的電解質(zhì)材料很大程度上決定了固態(tài)鋰電池的各項(xiàng)性能參數(shù)，如功率密度,、循環(huán)穩(wěn)定性,、安全性能、高低溫性能以及使用壽命等,。

目前,，固態(tài)電解質(zhì)的商業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)仍然面臨很多問題。通常來說,，固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率相對于有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)較低,。大多數(shù)固態(tài)聚合物電解質(zhì)的室溫離子電導(dǎo)率一般在10^-6~10^-5S·cm^-1之間；而無機(jī)固態(tài)電解質(zhì),，如氧化物類電解質(zhì)（LiPON,、石榴石、LISICON,、LATP等）的離子電導(dǎo)率也大多集中在10^-4~10^-3S·cm^-1左右,。相比于固態(tài)電解質(zhì)，有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)的室溫離子電導(dǎo)率要高一到兩個(gè)數(shù)量級,，如EC-PC／LiPF6體系，其室溫離子電導(dǎo)率可以達(dá)到10^-3~10^-2S·cm^-1,。

近年來,，全固態(tài)鋰電池的研究主要集中在高離子電導(dǎo)率固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)以及全固態(tài)鋰電池結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。2021年5月13日下午3:00，中國粉體網(wǎng)旗下平臺粉體公開課邀請到合肥工業(yè)大學(xué)馮緒勇研究員作《固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率的優(yōu)化策略》報(bào)告,，屆時(shí)馮研究員結(jié)合固體核磁等技術(shù)分析固態(tài)電解質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)及離子的遷移路徑,，指導(dǎo)高電導(dǎo)率固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計(jì)與制備。通過調(diào)控電解質(zhì)的晶胞參數(shù)大小,，引入并優(yōu)化有效缺陷的濃度,，穩(wěn)定快離子導(dǎo)體結(jié)構(gòu)等方法獲得導(dǎo)電率更高的電解質(zhì)。

報(bào)告人簡介：

馮緒勇,，合肥工業(yè)大學(xué)研究員,，碩士生導(dǎo)師。2013年3月畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué),，獲材料學(xué)博士學(xué)位,。畢業(yè)后先后于中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所，佛羅里達(dá)州立大學(xué),，德克薩斯州立大學(xué)奧斯丁分校從事科研工作,。研究方向包括Li/Na/K離子電池材料及固體核磁技術(shù)。目前的研究興趣為新型固態(tài)電解質(zhì)及高性能全固態(tài)電池,。迄今為止與合作者一起在Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Chemistry of Materials, Energy Storage Materials, Small Methods等期刊上發(fā)表論文50多篇,，申請中國和美國專利多項(xiàng)并授權(quán)中國專利4項(xiàng)。

參考來源：

鋰電池用固態(tài)電解質(zhì)研究進(jìn)展,，王藹廉等

全固態(tài)鋰電池的固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)展與專利分析,，李茜等

全固態(tài)鋰電池關(guān)鍵材料—固態(tài)電解質(zhì)研究進(jìn)展，陳龍等

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

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