中國(guó)粉體網(wǎng)訊 全固態(tài)電池兼具高能量密度和安全性,，能夠填補(bǔ)液態(tài)電池體系的性能短板,，被認(rèn)為是下一代電池革命性技術(shù)，也成為了全球范圍內(nèi)爭(zhēng)先攻克的技術(shù)戰(zhàn)略高地,。然而,，全固態(tài)電池技術(shù)的開發(fā)，亟需開展關(guān)鍵材料批量制備技術(shù),，全固態(tài)電池制造技術(shù)以及應(yīng)用評(píng)估的全鏈?zhǔn)窖芯�,，�?shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破。
鹵化物電解質(zhì)
目前,，固態(tài)電解質(zhì)的主要挑戰(zhàn)是離子電導(dǎo)率低,、成本高、與正負(fù)極的界面穩(wěn)定性差等問(wèn)題,。鹵化物固態(tài)電解質(zhì)作為一種新型固態(tài)電解質(zhì),，具有良好的離子電導(dǎo)率和較低的成本，被認(rèn)為是極具潛力的固態(tài)電解質(zhì)材料之一,。
相較于硫化物,、氧化物及聚合物固態(tài)電解質(zhì)，鹵化物的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于：
1）質(zhì)地柔軟,，在一定壓力下可以實(shí)現(xiàn)與電極材料良好的界面接觸,；
2）電化學(xué)窗口寬，能夠匹配Li2MnO4等高壓正極材料,；
3）可通過(guò)機(jī)械混合球磨,、高溫?zé)Y(jié)及液相法等多種方式合成，能夠滿足商業(yè)化制備的需求,。
目前常見鹵化物電解質(zhì)有三類：Lia-M-Cl6,、Lia-M-Cl4及Lia-M-Cl8類鹵化物，前兩類的離子電導(dǎo)率可達(dá)到10-3S/cm,。但鹵化物電解質(zhì)在不同溫度下易發(fā)生相轉(zhuǎn)變從而影響電導(dǎo)率,，并且在空氣中易水解，因此合成成本高昂,。此外,，過(guò)渡金屬與鋰金屬反應(yīng)導(dǎo)致鋰負(fù)極兼容性差等問(wèn)題，阻礙了鹵化物固態(tài)電解質(zhì)的進(jìn)一步發(fā)展,。
干法電極工藝適配固態(tài)電池
在現(xiàn)有鋰電池制造中,，極片環(huán)節(jié)主要是采用濕法工藝，就是將活性物,、導(dǎo)電劑,、粘接劑按比例混合在溶劑中,，并通過(guò)狹縫涂布模頭按要求涂覆在集流體表面并輥壓。但要用到NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶劑,，該溶劑有毒,，對(duì)環(huán)境不友好，需要對(duì)其進(jìn)行回收,，消耗大量的能量,。
區(qū)別于濕法工藝，干法電極工藝可以在不使用溶劑的情況下,，通過(guò)干法混合粘合劑,、活性材料和導(dǎo)電劑，然后將其壓制在集流體上形成電極,，在成本效率,、性能提升、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和生產(chǎn)適應(yīng)性等方面存在明顯優(yōu)勢(shì),。
固態(tài)電池由于使用固態(tài)電解質(zhì)，與傳統(tǒng)液態(tài)電池在電極-電解質(zhì)界面和制造工藝上存在顯著差異,。干法工藝適配固態(tài)電池具有以下優(yōu)勢(shì)：
1）干法電極工藝可以通過(guò)高壓壓實(shí),，使電極材料與固態(tài)電解質(zhì)之間形成緊密接觸，降低界面阻抗,，提高離子傳輸效率,。
2）干法電極能夠?qū)崿F(xiàn)更高的活性物質(zhì)載量和更厚的電極設(shè)計(jì)，從而提升電池的能量密度,。
3）由于沒(méi)有使用有機(jī)溶劑,，電極減少了與固態(tài)電解質(zhì)發(fā)生副反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，提高了電池的安全性和能量密度,。同時(shí),，干法工藝的高壓壓實(shí)步驟與固態(tài)電池的制造工藝（如固態(tài)電解質(zhì)的壓制成型）高度契合。
4）干法電極工藝簡(jiǎn)化生產(chǎn)流程,，降低設(shè)備投資和能耗,，同時(shí)減少溶劑使用帶來(lái)的環(huán)保問(wèn)題，符合固態(tài)電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的需求,。
固態(tài)電池的幾個(gè)技術(shù)路線中,，干法工藝和硫化物固態(tài)電池的適配性更好。硫化物電解質(zhì)對(duì)有機(jī)溶劑較敏感,，同時(shí)金屬鋰容易與溶劑反應(yīng)導(dǎo)致膨脹嚴(yán)重,，干法電極中由PTFE原纖維化構(gòu)成的二維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以抑制活性物質(zhì)顆粒的體積膨脹,，防止其從集流體表面脫落,。
針對(duì)固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù),、材料、市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)等方面的問(wèn)題,，中國(guó)粉體網(wǎng)將于2025年3月18-19日在安徽·蚌埠舉辦2025全固態(tài)電池技術(shù)交流大會(huì)暨第一屆干法電極技術(shù)研討會(huì),。為致力于固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)的企業(yè)，科研院校,，以及新能源汽車,、儲(chǔ)能、消費(fèi)電子等終端企業(yè)提供信息交流的平臺(tái),，開展產(chǎn),、學(xué)、研合作,，助推固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,。屆時(shí)，來(lái)自有研（廣東）新材料技術(shù)研究院的趙昌泰教授級(jí)高級(jí)工程師將作題為《干法電極&鹵化物電解質(zhì)賦能高比能全固態(tài)電池》的報(bào)告,。
報(bào)告將對(duì)比全固態(tài)電池不同技術(shù)路線的優(yōu)缺點(diǎn),，介紹鹵化物電解質(zhì)的研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹有研廣東院在鹵化物電解質(zhì)開發(fā),、干法電極工藝開發(fā),、全固態(tài)軟包電池共性技術(shù)開發(fā)等方面的研究進(jìn)展。
專家介紹：
趙昌泰,，有研（廣東）新材料技術(shù)研究院,，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士生導(dǎo)師,，國(guó)家海外高層次青年人才,、北京市海外高層次青年人才、北京市科技新星,。2017年博士畢業(yè)于大連理工大學(xué),，導(dǎo)師邱介山教授、于暢教授,，在加拿大西安大略大學(xué)學(xué)習(xí)工作5年,，合作導(dǎo)師孫學(xué)良院士。主要研究方向?yàn)槿虘B(tài)電池材料開發(fā),、界面設(shè)計(jì)及軟包電池工藝開發(fā)等,。申報(bào)人主持工信部全固態(tài)電池子課題、北京市科技新星計(jì)劃,、北京市聯(lián)合基金,、國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金、一汽集團(tuán)橫向課題,、廣汽集團(tuán)橫向課題,、中國(guó)航天集團(tuán)橫向課題等項(xiàng)目,。在Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater.等國(guó)際頂級(jí)期刊發(fā)表SCI論文90余篇，被引用7500余次,，H因子47,。申請(qǐng)發(fā)明專利30余件，撰寫英文著作1章,。受邀擔(dān)任科創(chuàng)中國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)經(jīng)理人,、省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃指南編制專家、評(píng)審專家,、自然科學(xué)基金評(píng)審專家,、《Rare Metals》、《eScience》,、《Journal of Materials Science & Technology》等期刊青年編委,。
參考來(lái)源：
萬(wàn)峰等《鹵化物固態(tài)電解質(zhì)研究進(jìn)展與展望》、粉體網(wǎng)等
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/喬木）
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