中國粉體網訊 固態(tài)電池是目前公認最具前景的新一代動力電池,，目前固態(tài)電池技術處于什么階段,？商用市場已達到怎樣的規(guī)模？產業(yè)鏈又涉及到哪些領域,？這些問題受到業(yè)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(tài)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(yè)內專家、學者,，優(yōu)秀企業(yè)家代表做客《對話》欄目,，進行訪談交流。本期《對話》為大家?guī)碚憬I(yè)大學劉育京教授的專訪,。
粉體網：劉教授,，固態(tài)電解質是固態(tài)電池發(fā)展的核心，目前研究較多的固態(tài)電解質有哪些,？
劉育京教授：固態(tài)電解質從組成上來看,，有機固態(tài)電解質是一類，以PEO,、PAN等為代表,。另一類就是無機固態(tài)電解質，比如氧化物固態(tài)電解質,、硫化物固態(tài)電解質,、鹵化物固態(tài)電解質等等,，這些都是比較有代表性的固態(tài)電解質。
粉體網：劉教授,，在您看來,，聚合物固態(tài)電解質亟待解決的重大難題是什么？
劉育京教授：在我看來,，以前很多研究集中在對本體固態(tài)電解質的改性方面,，除此之外，還要注意固態(tài)電解質的界面,，它比較特殊,，與傳統(tǒng)的液體電池界面相比有差異。液體電池的界面是固液界面,，對于固液界面,，我經常用一個例子加以說明，如果用一個碗去盛一碗水和盛一碗飯,，盛水和盛飯的界面是不一樣的,。所以，對于固態(tài)電池而言,，固液界面變成了固固界面,。這種變化會導致界面接觸效果變差，可能會出現(xiàn)界面點接觸的問題,，接觸的有效性和平整性會大幅降低。因此,，固態(tài)電池界面存在離子輸運,、傳質效果的問題，而且隨著電池在循環(huán)過程中不斷發(fā)生界面副反應,，電池的整體性能會下降,。所以，我覺得固態(tài)電池的界面問題是關鍵問題之一,。
粉體網：劉教授,，您能不能給大家簡單介紹一下聚合物基固態(tài)電池中功能復合界面的微觀構效關系及作用機制？
劉育京教授：這個問題我研究了很長時間,，但一兩句話也很難把它解釋清楚,，特別是鋰二次電池的界面，它比較特別,。首先,，它是一個有機-無機復合結構。另外,，它需要在特殊的電化學狀態(tài)下才能生成,，這在常規(guī)的液相反應當中是很難看到的,，而且這一層界面非常薄。所以,，以上幾種特點決定了它結構的特殊性,。上世紀70年代，這種結構被提出,，該結構后來也被認為是鋰二次電池穩(wěn)定工作的基礎,，也得到了諾獎獲得者Goodenough和Whittingham的認可。
根據我們的研究,，在有機-無機復合結構中,，有機與無機成分可能各自承擔著其對結構的作用，比如有機成分的作用體現(xiàn)在力學韌性,、可加工性或延展性方面,，而無機成分可能更多的提供剛性或強度，這兩者可能都會對傳質產生影響,，比如對電化學穩(wěn)定性,，對熱力學穩(wěn)定性，對電化學循環(huán)當中的穩(wěn)定性等方面的影響,，這些問題也很難概括的去說明,。
未來對于復合結構而言，在兩相共存的結構當中,，特別是在界面上,，或者說同一個無機相、同一個有機相不同材料之間的界面上,，或者晶界上,，我覺得都有可能發(fā)生很多新故事。這些也是我們目前還沒搞清楚的問題,。就像我在會議報告中提到的,，它們可能在宏觀上看是機械性能的提高，或者說它們也會提供很多輸運的性能,，但是具體它們各自承擔怎樣的角色,，或者它們之間有沒有協(xié)同作用，甚至是拮抗作用,，這可能都需要在后續(xù)的研究中去闡明,。根據我們前期研究成果，我比較堅信的是,，復合結構絕對不是一個單純的復合材料,，它一定有功能在里面，我把它稱為功能復合,，這可能就是它的一個機制,。
粉體網：劉教授,，您如何看待高分子功能復合結構對界面的穩(wěn)定機制？
劉育京教授：穩(wěn)定性問題是電池領域一個老生常談的話題,，穩(wěn)定有多個方面,，比如熱力學的穩(wěn)定、力學的穩(wěn)定,，電化學的穩(wěn)定以及不同材料之間的穩(wěn)定性等,，穩(wěn)定包含的東西比較多。不過,，從比較簡單的角度來看,，這種以高分子機體為機制的功能復合界面，它首先起到的是保護作用,。這種保護作用可能更多地是從力學上,、從界面的分隔效果上來說的，分隔會減少兩相的副反應,。另外,，我覺得對于電池體系而言，傳質很重要,。離子的傳質,，包括一定特殊環(huán)境下電子的傳質，都與電池性能息息相關,。所以,，我們現(xiàn)在所說的穩(wěn)定性，可能還要考慮性能的衰減問題,，在長效循環(huán)過程中,，這一層界面有利于提升輸運效果，從而提高電池的整體循環(huán)壽命,，提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性�,？傊�,，這種結構有兩個方面的作用，一方面是隔絕作用,，起到保護效果,。另外更深層次的作用可能是對傳質的影響。
（中國粉體網編輯整理/文正）
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