中國粉體網(wǎng)訊 2019年12月24日，“2019高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)研討會暨第三屆能源顆粒材料制備及應(yīng)用技術(shù)高峰論壇”在江蘇昆山皇冠國際會展酒店盛大開幕。在本次論壇現(xiàn)場，中國粉體網(wǎng)記者有幸采訪到北京科技大學(xué)連芳教授就固態(tài)電池的安全性能及能量密度提升等問題進(jìn)行了“對話”。
連芳教授
© An Zhenhua/ Cnpowder.com.cn
中國粉體網(wǎng)編輯：現(xiàn)在坐在我身邊的是來自北京科技大學(xué)的連芳教授，連教授您好。
連芳教授：你好。
中國粉體網(wǎng)編輯：在現(xiàn)有條件下去突破電池的能量、安全瓶頸，為什么一定會是固態(tài)電池？研究進(jìn)一步提高鋰離子電池的性能不行嗎？
連芳教授：這是兩條技術(shù)路徑。實際上，科技工作者一直在努力提升傳統(tǒng)鋰離子電池的性能，研究如何把它的能量密度及安全性提高；這一條技術(shù)路徑，我們一直在堅持做。在發(fā)展這條技術(shù)路徑的同時，我們選擇了固態(tài)電池，把造成安全性隱患的一些液態(tài)的電解液替換掉，把一些有機(jī)的、燃點和閃點很低的溶劑從電池的體系里面去除掉，由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)體系，進(jìn)而可以顛覆性地提升電池體系的安全性及能量密度。但是，目前在固態(tài)電池的這一發(fā)展路徑上還有許多技術(shù)難關(guān)需要攻克。
中國粉體網(wǎng)編輯：固態(tài)電池的正極材料與普通鋰離子電池的正極材料之間有什么區(qū)別？制備過程中要注意什么？
連芳教授：這個話題也是我們研究小組專心在做的事情。在液態(tài)電解液的組成體系里，具有流動性的液體可以通過多孔電極的孔隙滲透到電極中，浸潤活性材料顆粒，從而構(gòu)建了離子傳導(dǎo)的通道。但是，如果置換成固態(tài)電解質(zhì)體系，因為它沒有流動性，所以正極中就沒有連續(xù)的離子遷移通道，所以在固態(tài)電池的正極中必須要構(gòu)建離子遷移的通道。而且，與采用液態(tài)電解液質(zhì)的電池體系相同，電極中除了需要構(gòu)建鋰離子傳輸通道之外，也要有電子遷移的通道。這樣的情況下，電極中固-固界面組成復(fù)雜、而且隨電池循環(huán)界面的演變也更加復(fù)雜。所以從這一點的區(qū)別就可以看出，固態(tài)電池和液態(tài)電池在技術(shù)的設(shè)計上包括復(fù)合正極材料的構(gòu)建上存在著很大的差異。
中國粉體網(wǎng)編輯：您研究固態(tài)電池復(fù)合正極中近程和遠(yuǎn)程導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建的意義是什么？
連芳教授：近程和遠(yuǎn)程的導(dǎo)電實際上包含著兩種導(dǎo)電，一個是電子導(dǎo)電，另一個是離子導(dǎo)電。發(fā)展固態(tài)電池的最終目標(biāo)是要提高二次電池的能量密度和安全性。我們給固態(tài)電池構(gòu)筑離子和電子的遷移通道，保證電化學(xué)反應(yīng)能夠正常進(jìn)行的同時，關(guān)鍵是達(dá)到提高能量密度的目標(biāo)。對于正極而言，就是要提高活性物質(zhì)的含量，目前復(fù)合正極中活性物質(zhì)的含量只有60%-80%，迫切需要大幅度提高，比如說提高到90%、95%以上。而且，復(fù)合正極的極片要做厚，從而提高活性物質(zhì)在整個電池里的占比，這是一個非常重要的提高電池能量密度的措施。因此，為實現(xiàn)固態(tài)電池能量密度的提高，我們既要把正極極片做厚，又要提高活性物質(zhì)的含量，在這種情況下，復(fù)合正極中三維的穩(wěn)定的離子和電子的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建就非常關(guān)鍵。
中國粉體網(wǎng)編輯：您認(rèn)為固態(tài)電池實現(xiàn)商業(yè)化還需要多久？需要做些什么？
連芳教授：現(xiàn)在固態(tài)電池的概念正在與實際生產(chǎn)和應(yīng)用逐漸結(jié)合，從技術(shù)的可行性上出發(fā)，設(shè)計貧液少液或者固液混合的安全電池，或者是加極少量增塑劑促進(jìn)原位固態(tài)化過程，逐漸實現(xiàn)固態(tài)電池技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。通過產(chǎn)業(yè)界的努力以及科研院所的創(chuàng)新工作，將形成一個合力，共同推進(jìn)，最終實現(xiàn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
中國粉體網(wǎng)編輯：非常感謝連教授接受我們的采訪，本次采訪到此結(jié)束。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除
