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【會議報(bào)告】硫化鋰納米粉體材料的產(chǎn)業(yè)化


來源:中國粉體網(wǎng)   喬木

[導(dǎo)讀]  針對固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù),、材料、市場及產(chǎn)業(yè)等方面的問題,,中國粉體網(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)交流大會暨第一屆干法電極技術(shù)研討會,。

中國粉體網(wǎng)訊  硫化物固態(tài)電解質(zhì)因其高離子導(dǎo)電率,、良好的電化學(xué)和熱穩(wěn)定性以及優(yōu)異的界面接觸性能,,被認(rèn)為是固態(tài)電池的重要技術(shù)路線之一。


硫化鋰納米粉末材料由于其理論容量高,,可以作為正極材料和預(yù)鋰化試劑,,又是硫化物固體電解質(zhì)不可缺少的前驅(qū)體,具有廣闊的應(yīng)用前景,。


硫化鋰的制備方法


硫化鋰可以通過球磨法,、有機(jī)鋰溶劑熱方法、離子交換法,、熱還原方法(碳熱還原和金屬熱還原)等方法合成,。


球磨法將單質(zhì)硫和金屬鋰/氫化鋰按比例混合后通過研磨或混合進(jìn)行機(jī)械球磨反應(yīng)得到硫化鋰。這種方法在合成Li2S納米粉末材料方面因其簡單性,、最小的副反應(yīng),、成本效益和環(huán)境友好性而引人注目。


有機(jī)溶劑熱法是通過在乙醇,、已烷,、甲苯、四氫呋喃或硝基甲基吡咯烷酮等有機(jī)溶劑中,,使鋰或鋰化合物與硫或硫化合物反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的,。這種方法合成Li2S納米粉末材料的優(yōu)勢包括易于純化和溶劑回收,最大限度地減少廢物,。


離子交換法通過將鹵化鋰或硝酸鹽與硫化鈉或硫化氫在有機(jī)溶劑中反應(yīng)來合成Li2S納米粉末材料,。


熱還原法包括碳熱還原和金屬熱還原,利用高溫促進(jìn)金屬化合熱還原方法,,物與還原劑(如碳或鎂)之間的反應(yīng),產(chǎn)生鋰硫納米粉末材料,。碳熱還原使用碳作為還原劑,,通常是將硫酸鋰與多孔碳或石墨烯(由蔗糖或明膠等前體衍生)等碳源反應(yīng)。盡管其簡單且不使用有害溶劑,,但碳熱還原需要大量的能量,,導(dǎo)致運(yùn)營成本高。同時(shí),,潛在的H2S,、CO和CO2排放具有顯著的缺點(diǎn),與碳中和目標(biāo)相沖突,。


與碳熱還原類似,,金屬熱還原能夠通過使用活性金屬還原鋰鹽來合成Li2S納米粉末材料。由于使用活性金屬作為還原劑,,并且由于其放熱性質(zhì),,金屬熱還原顯著降低了操作溫度并縮短了反應(yīng)時(shí)間,。此外,這種方法消除了二氧化碳排放,,提供了一種更環(huán)保的選擇,。然而,需要額外的步驟來去除金屬氧化物,,這增加了最終的成本,。


詡辰科技硫化鋰納米粉體


目前市面上在售的商業(yè)硫化鋰存在制備流程復(fù)雜,純度低,,成本昂貴,,顆粒尺寸大,電化學(xué)性能較差等問題,。詡辰科技提出了一種采用金屬熱反應(yīng)制備出硫化鋰納米粉體的方法,,該方法制備的硫化鋰顆粒尺寸更小,純度更高,,并且采用價(jià)格低廉的鋰鹽為反應(yīng)物,,極大地降低了反應(yīng)成本,具有50倍以上的經(jīng)濟(jì)效益,,大大提高了商業(yè)化生產(chǎn)的可能性,。


由金屬熱反應(yīng)制備的硫化鋰納米粉體呈顆粒狀結(jié)構(gòu),晶粒尺寸小于30 nm,,平均顆粒尺寸也僅為261 nm,;而市面上的商業(yè)硫化鋰呈片層狀,沒有明顯顆粒,,晶粒尺寸一般大于50 nm,,平均顆粒尺寸在1-3μm之間,是詡辰科技所制備的5-10倍,。經(jīng)過計(jì)算由該反應(yīng)制備的硫化鋰納米粉體純度高達(dá)99.9%,。


針對固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù)、材料,、市場及產(chǎn)業(yè)等方面的問題,,中國粉體網(wǎng)將于2025年3月18-19日安徽·蚌埠舉辦2025全固態(tài)電池技術(shù)交流大會暨第一屆干法電極技術(shù)研討會。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、儲能,、消費(fèi)電子等終端企業(yè)提供信息交流的平臺,,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),來自詡辰科技(廣州)有限公司/華南師范大學(xué)邢震宇董事長將作題為《硫化鋰納米粉體材料的產(chǎn)業(yè)化》的報(bào)告,。



專家簡介:

邢震宇,,廣東省杰出青年基金獲得者,香江學(xué)者獲得者,。于2008年-2010年在吉林大學(xué)馮守華院士團(tuán)隊(duì)承擔(dān)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃,,于2012年在吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院取得化學(xué)學(xué)士學(xué)位(導(dǎo)師:楊柏教授),于2016年在美國俄勒岡州立大學(xué)取得化學(xué)博士學(xué)位(導(dǎo)師:紀(jì)秀磊教授&陸俊教授),,于2017年在加拿大滑鐵盧大學(xué)陳忠偉院士課題組從事博士后研究,,于2018年被引進(jìn)到華南師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院工作。


參考來源:Carbon Research《華南師范大學(xué)邢震宇課題組發(fā)表 Chem:硫化鋰納米粉體材料的產(chǎn)業(yè)化》,、詡辰科技等


(中國粉體網(wǎng)編輯整理/喬木)

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