中國粉體網(wǎng)訊 2023年9月26日,，由中國粉體網(wǎng)旗下粉體公開課平臺主辦的“2023高性能固態(tài)電解質(zhì)網(wǎng)絡(luò)研討會”成功舉辦,！本屆研討會著重探討目前固態(tài)電解質(zhì)的研究現(xiàn)狀和進展，來自中南大學的劉洪濤教授,、上海大學的馮吳亮副研究員及上海交通大學的萬佳雨副教授分享了精彩的報告,。
中南大學的劉洪濤教授作題為《單鋰離子導電聚合物固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計》報告
與常見的雙離子導電聚合物電解質(zhì)不同，單鋰離子導電聚合物（SLCP）電解質(zhì)是通過引入特殊基團,，將陰離子束縛固定以限制其遷移,，從而實現(xiàn)由鋰離子遷移為主的導電機制，其鋰離子遷移數(shù)通常高于0.5,，理論上可以達到1,。高的鋰離子遷移數(shù)會大幅度降低濃差極化，抑制鋰枝晶的生長,，提升固態(tài)電池的充放電循環(huán)性能,。SLCP固態(tài)電解質(zhì)既可以解決界面問題又可以解決鋰枝晶問題,。
首先劉洪濤教授總結(jié)了近年來SLCP固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計策略，包含聚合物骨架型,、無機骨架型和陰離子受體型,。
隨后劉洪濤教授列舉了構(gòu)建SLCP固態(tài)電解質(zhì)的幾種陰離子結(jié)構(gòu)基團及其優(yōu)缺點：
接著劉洪濤教授介紹了典型SLCP固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)狀況，并對存在的問題進行了總結(jié)：
最后劉洪濤教授對SLCP固態(tài)電解質(zhì)未來的發(fā)展進行了展望：
就研討會中提出的問題,，劉洪濤教授作出回答
1.剛才在報告中您說固態(tài)電池具有高的安全性,，為什么實際上固態(tài)電池也會存在安全性問題呢？
答：安全性是相對普通鋰離子電池來說,，常見的鋰離子電池一般是用的有機溶劑電解質(zhì),，具有可燃性，在使用過程中,，電解質(zhì)燃燒后會由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài),，體積發(fā)生膨脹，從而發(fā)生爆炸,；固態(tài)電池的電解質(zhì)具有不可燃性,，固態(tài)電解質(zhì)在刺穿電池后會導致電池失效，并不會發(fā)生其他安全性問題,。
2.目前全球固態(tài)電池處于高速研發(fā)階段,，您覺得使用單鋰離子導電聚合物固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池，在未來逐步取代傳統(tǒng)液態(tài)電池的可能性高嗎,？
答：單鋰離子導電聚合物固態(tài)電解質(zhì)成本比較高,，10年之內(nèi)應(yīng)用到固態(tài)電池的可能性不高，并且目前其電導率還未達到應(yīng)用要求,，需要繼續(xù)進行研發(fā),。
上海大學的馮吳亮副研究員作題為《高力-化-電-熱穩(wěn)定性固體電解質(zhì)的研究與應(yīng)用》報告
界面穩(wěn)定性既是固態(tài)電池的核心基礎(chǔ)科學問題，亦是重要的技術(shù)及工程問題,。通過制備高力學,、化學、電化學以及熱穩(wěn)定性的固體電解質(zhì)以穩(wěn)定界面體系,，是實現(xiàn)固態(tài)電池成功應(yīng)用的關(guān)鍵,。
馮吳亮副研究員首先從器件角度入手，深入探討上述四類穩(wěn)定性的決定因素,，及其相互作用的基本規(guī)律,，為固態(tài)電池基礎(chǔ)科學問題研究提出新見解。
從材料角度入手,，馮吳亮副研究員探討了固態(tài)電池的主要技術(shù)及工程問題,，為固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化提供新思路。
就研討會中提出的問題,，馮吳亮副研究員作出回答
1.您認為哪種電解質(zhì)最有可能在工業(yè)上大規(guī)模量產(chǎn),？
答：2030年以前固液混合電解質(zhì)為主,，單純的聚合物電解質(zhì)無法實現(xiàn)量產(chǎn)，未來硫化物固態(tài)電解質(zhì)中的LBS固態(tài)電解質(zhì)和氧硫固態(tài)電解質(zhì)可能實現(xiàn)量產(chǎn),。
上海交通大學的萬佳雨副教授作題為《面向高性能全固態(tài)電池的新型固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計與合成》報告
全固態(tài)鋰金屬電池可通過使用不燃的固態(tài)電解質(zhì)替代易燃的有機電解液,、以及高能量密度的鋰金屬負極來解決電池安全問題，有望進一步提高鋰電池的能量密度,。然而,，為避免電池短路，文獻中大多數(shù)的固態(tài)電解質(zhì)厚度大于100微米,，導致電池能量密度偏低,。此外，復合基的固態(tài)電解質(zhì)通常仍易燃,，導致基于此的固態(tài)電池安全問題仍未解決,。
萬佳雨副教授從能量密集型電池用超薄固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計與制備和高性能電池用新型固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計與合成兩個方面做出了探討。
萬佳雨副教授首先介紹了能量密集型電池用超薄固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計與制備,。
超薄聚合物復合材料固態(tài)電解質(zhì)
超薄可擴展復合固態(tài)電解質(zhì)
超薄,、可擴展、阻燃復合固態(tài)電解質(zhì)
3D Li與超薄固態(tài)電解質(zhì)
通過新型固態(tài)電解質(zhì)材料,、結(jié)構(gòu),、和界面的研究，展示厚度可低至5微米,，且具有熱穩(wěn)定性,、不易燃性和高機械強度，抵抗鋰枝晶刺穿效果好,。
萬佳雨副教授接著介紹了高性能電池用新型固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計與合成,。
寬電化學穩(wěn)定窗口、高臨界電導密度的LBS固態(tài)電解質(zhì)
NASICON結(jié)構(gòu)固態(tài)電解質(zhì)的超快合成
超快電池陰極回收
最后萬佳雨副教授做了總結(jié),，表示將通過機器學習和超快合成,、實現(xiàn)超薄型固體電解質(zhì)的必要性和指導原則,、對鋰金屬進行三維設(shè)計等手段,，加速新型高性能固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)，做出全新的鋰金屬電池,。
就研討會中提出的問題,，萬佳雨副教授作出回答
1.您認為未來鋰電池固態(tài)電解質(zhì)的重點研究方向在哪方面？
答：超高離子電導率,、高化學穩(wěn)定性等,。
2.電解質(zhì)本身離子電導率還有界面相容性哪一個方面對固態(tài)電池性能的影響程度更大呢？
都很重要,，界面相容性包括化學穩(wěn)定性,、電化學穩(wěn)定性,、機械穩(wěn)定性等，若電解質(zhì)離子電導率高但是界面相容性差,，那么此電解質(zhì)同樣不能使用,。
