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【原創(chuàng)】硫化物電解質(zhì)助力固態(tài)電池快充新體驗(yàn)——訪安徽大學(xué)朱凌云教授


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[導(dǎo)讀]  本期為您帶來(lái)的是中國(guó)粉體網(wǎng)對(duì)安徽大學(xué)朱凌云教授的專訪,。

中國(guó)粉體網(wǎng)訊  2025年3月18日到19日,由中國(guó)粉體網(wǎng)主辦的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)在安徽蚌埠隆重召開(kāi),,會(huì)議期間,,我們邀請(qǐng)到了業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者,,優(yōu)秀企業(yè)家代表做客對(duì)話欄目,,進(jìn)行訪談交流。本期為您分享的是中國(guó)粉體網(wǎng)對(duì)安徽大學(xué)朱凌云教授的專訪,。

 

 

安徽大學(xué) 朱凌云 教授

 

中國(guó)粉體網(wǎng):朱教授您好,,首先請(qǐng)您簡(jiǎn)單介紹一下您和您團(tuán)隊(duì)的主要科研方向及技術(shù)成果。

 

朱教授:目前,,我們安徽大學(xué)材料學(xué)院設(shè)立了全固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)室,,研究方向聚焦于固態(tài)電解質(zhì),,涵蓋硫化物固態(tài)電解質(zhì),、鹵化物固態(tài)電解質(zhì)以及凝膠態(tài)電解質(zhì)。近三年來(lái),,針對(duì)硫化物電解質(zhì),,我們同步開(kāi)展從基礎(chǔ)配方,到高空氣穩(wěn)定性配方,、高離子傳導(dǎo)率配方及其產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研究�,,F(xiàn)階段的團(tuán)隊(duì)中有3位博士、6位碩士投身于硫化物電解質(zhì)的研究工作,。而凝膠電解質(zhì)研究,,是我入職安徽大學(xué)后開(kāi)辟的新方向,在新型電解質(zhì)設(shè)計(jì)和凝膠化技術(shù)方面,,我們?nèi)〉昧藙?chuàng)新性成果,,已投稿兩篇相關(guān)研究論文,,目前正處于審查階段。未來(lái),,安徽大學(xué)在新型電解質(zhì)合成領(lǐng)域,,有望產(chǎn)出具有一定影響力的成果。

 

中國(guó)粉體網(wǎng):朱教授,,硫化物電解質(zhì)薄膜的制備技術(shù)難點(diǎn)是什么,?

 

朱教授:若要實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化,硫化物電解質(zhì)薄膜的制備至關(guān)重要,。早期國(guó)外研究多采用液態(tài)涂布法,,對(duì)硫化物電解質(zhì)薄膜進(jìn)行成型、干燥與生產(chǎn),。然而,,在使用溶劑涂布時(shí),難以尋覓一種合適的低極性溶劑,,既能溶解連接劑,,又不降低硫化物電解質(zhì)的性能,這是工業(yè)化制備電解質(zhì)薄膜的一大難題,。因此最近的研究方向逐漸轉(zhuǎn)向干法制膜,。普通干法制膜采用聚四氟乙烯(PTFE)作為粘接劑材料,但PTFE與金屬鋰的穩(wěn)定性欠佳,,需要對(duì)其進(jìn)行改性,,現(xiàn)在這是從事全固態(tài)電池尤其是電解質(zhì)薄膜研究技術(shù)人員面臨的首要難題。

 

中國(guó)粉體網(wǎng):朱教授,,傳統(tǒng)鋰電池容易起火,,硫化物全固態(tài)電池是如何通過(guò)材料設(shè)計(jì)解決這個(gè)問(wèn)題的?

 

朱教授:事實(shí)上,,傳統(tǒng)鋰電池并非極易起火,。其起火的主要原因,在于人們尚未完全明晰電池的起火機(jī)理,。我認(rèn)為多數(shù)情況可能與金屬鋰枝晶的析出引發(fā)副反應(yīng)有關(guān),,這些副反應(yīng)會(huì)生成易燃成分,電池破損泄漏進(jìn)而導(dǎo)致起火可能是發(fā)生火災(zāi)的最大原因,。不過(guò),,隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,傳統(tǒng)液態(tài)電池的防火性能還會(huì)得到進(jìn)一步的提升,。硫化物全固態(tài)電池同樣面臨枝晶問(wèn)題,,已有的研究表明硫化物電解質(zhì)可以在一定溫度下具有不可燃燒的特性,但是在電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中全固態(tài)電池的負(fù)極或硫化物晶界表面仍會(huì)產(chǎn)生枝晶,,這些枝晶可能引發(fā)硫化物電解質(zhì)表面的還原或氧化反應(yīng),,帶來(lái)火災(zāi)隱患,。不過(guò),隨著研究的持續(xù)推進(jìn),,預(yù)計(jì)該問(wèn)題將在短期內(nèi)得到解決,。

 

中國(guó)粉體網(wǎng):朱教授,硫化物固態(tài)電解質(zhì)相比于其他路線有哪些優(yōu)點(diǎn),?

 

朱教授:硫化物固態(tài)電解質(zhì)最大的優(yōu)勢(shì)在于,,其離子傳導(dǎo)率可與液態(tài)電解液相媲美,能夠?qū)崿F(xiàn)高倍率充放電,。舉例來(lái)說(shuō),,人們都追求便捷的生活體驗(yàn),希望能在十分鐘內(nèi)充滿電池,,這也正是我們的研究目標(biāo),。目前,我們的實(shí)驗(yàn)電池研究已驗(yàn)證出采用硫化物電解質(zhì)制備的全固態(tài)電池,,能夠在10分鐘內(nèi)充滿,,可實(shí)現(xiàn)6C甚至更快的充放電速度,這將極大地改善電池的使用體驗(yàn),。以手機(jī)為例,,若采用硫化物全固態(tài)電池,或許就不再需要充電寶,。相較于高分子,、氧化物和鹵化物電解質(zhì),硫化物電解質(zhì)的基礎(chǔ)研究更為成熟,,這得益于硫化物電解質(zhì)本征較高的離子傳導(dǎo)率,,而使其更受研究人員關(guān)注,業(yè)已積累了豐富的研究成果,。因此在現(xiàn)階段,,硫化物電解質(zhì)全固態(tài)電池在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力更大,擁有更為廣闊的發(fā)展前景,。

 

中國(guó)粉體網(wǎng):朱教授,,您認(rèn)為距離固態(tài)電池真正規(guī)�,;慨a(chǎn)還有多久,?我們還需要做哪些努力?

朱教授:使用硫化物電解質(zhì)制備全固態(tài)電池,,目前在工藝裝備等方面仍存在諸多問(wèn)題,。但倘若暫時(shí)不追求更高的能量密度,采用石墨負(fù)極或低硅含量硅碳負(fù)極作為第一步來(lái)制備全固態(tài)電池,,則多家電池企業(yè)今年都有望實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的下線,,并推出20Ah或60Ah的產(chǎn)品,。

 

中國(guó)粉體網(wǎng):感謝朱教授接受我們的采訪。

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