中國粉體網(wǎng)訊  固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的新型電池，與傳統(tǒng)電池相比具有能量高、安全性高等優(yōu)勢，固態(tài)電池在性能上面具有高的能量密度，電池內(nèi)部電解質(zhì)穩(wěn)定，不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液的特點(diǎn)。

但也不是說固態(tài)電池就是絕對(duì)完美的，其缺點(diǎn)包括：①界面抗阻過大；②快充比較難；③成本價(jià)格高昂。而其商業(yè)化的核心障礙之一在于：可供選擇的固態(tài)電解質(zhì)材料太少，該類材料旨在確保鋰離子能在正負(fù)極之間有效移動(dòng)。所以研究者們嘗試摻雜一些元素，提升材料性能。

日本向固態(tài)電池材料里加磷

2017年6月，豐田向美國提交的一份編號(hào)為20170179545的固態(tài)電池專利申請(qǐng)被公開。研究表明，該固態(tài)電池由硫化固態(tài)電解質(zhì)和電極活性材料構(gòu)成，其中，電解質(zhì)材料的組成包括鋰、磷、硫、碘等四種元素;正極材料則包含了一種磷酸酯。該磷酸酯在正極材料中的重量占比范圍在1~30%不等。通過在正極材料中添加磷酸酯，該固態(tài)鋰電池的熱穩(wěn)定性得以改善。7月，豐田表示，計(jì)劃于2022年開始銷售由全固態(tài)電池提供動(dòng)力的電動(dòng)車。

美國打算用硼原子替代碳原子

勞倫斯利福摩爾國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家Brandon Wood與（美國）國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)局的科學(xué)家Mirjana Dimitrievska負(fù)責(zé)牽頭一項(xiàng)國際性研發(fā)合作，其研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在鋰電池電解液中，若采用硼原子代替碳原子，提升了鋰離子的流動(dòng)性。對(duì)于固態(tài)電池而言，該特點(diǎn)頗具吸引力。

新研究主要致力于新材料——閉合硼酸鹽是一款鹽類物質(zhì)，其含有帶正電荷的無水氯化鋰和帶負(fù)電荷的閉合硼酸陰離子。該研究表明，閉合硼酸陰離子可快速地完成其位置的重新調(diào)整，在固態(tài)基質(zhì)內(nèi)徘徊，按特定的優(yōu)先定向進(jìn)行交替位移。若向閉合硼酸陰離子添加碳，就會(huì)生成所謂的偶極子，后者將排斥附近碳原子內(nèi)的鋰離子。隨著陰離子的疾馳，碳原子將面向不同的位置，每次都將迫使固態(tài)基質(zhì)內(nèi)的鋰離子移動(dòng)到附近區(qū)域。由于該類鹽內(nèi)均為疾馳的陰離子，從而導(dǎo)致鋰離子的流動(dòng)速度變得非�？臁�

來自蘇州大學(xué)田景華教授磷和硼都摻，想知道這種方法的可行性有多大？歡迎參加由中國粉體網(wǎng)舉辦的“2019高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)研討會(huì)暨第三屆能源顆粒材料制備及應(yīng)用技術(shù)高峰論壇”，田景華教授將作《磷硼共摻雜碳包覆的LiNi0.5Mn1.5O4鋰離子電池高壓正極材料的制備與性能研究》報(bào)告，告訴您摻了磷和硼的電池正極材料的研究進(jìn)展，期待您的到來。

專家簡介

田景華教授，2003年廈門大學(xué)化學(xué)專業(yè)本科畢業(yè)，同年本直博攻讀廈門大學(xué)物理化學(xué)專業(yè)博士，2009年取得博士學(xué)位。2009年3月-2010年9月在法國巴黎高等師范學(xué)校(Ecole Normale Supérieure Paris)化學(xué)系從事博士后研究，2010年10月-2013年4月在瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zürich)任職Research Associate。2013年5月加入蘇州大學(xué)能源學(xué)院。目前已在JACS, Nanotechnology, ChemPhysChem.等國際重要期刊上發(fā)表論文20余篇。

參考資料：

汽車用車小助手.聽說固態(tài)電池的性能非常好，優(yōu)點(diǎn)很多，為什么沒有被商用？

鵬城孤影.固態(tài)電池優(yōu)缺點(diǎn)分析，屬于它的時(shí)代已經(jīng)來了？

蓋世汽車.硼原子替代碳原子 閉合硼酸鹽或成固態(tài)鋰電池電解質(zhì)材料

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）

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