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        國聯(lián)研究院:無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)


        來源:中國粉體網(wǎng)   青黎

        [導(dǎo)讀]  第三屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì),2022年2月22-23日,武漢。

        中國粉體網(wǎng)訊  追求更高比能量、更高安全性是鋰離子電池開發(fā)的主要技術(shù)趨勢(shì)。與傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池體系相比,固態(tài)鋰(離子)電池可進(jìn)一步提高電池比能量和安全性,從而有望推動(dòng)鋰電池取得新的突破。全固態(tài)鋰電池可以從根本上解決鋰離子電池的安全性問題和實(shí)現(xiàn)更高能量密度已成為業(yè)內(nèi)共識(shí)。


        固態(tài)電解質(zhì)主要可分為三大類:聚合物固態(tài)電解質(zhì)、無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和有機(jī)-無機(jī)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)。 聚合物固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是能很好地抑制鋰枝晶在電池中的生長(zhǎng)、與正(負(fù))極界面接觸良好、具備出色的柔韌性等。但是,其離子電導(dǎo)率普遍低于無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)。相對(duì)來說,無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)具備更寬的電化學(xué)窗口以及良好的熱穩(wěn)定性,而且其能量密度也更高。因此,無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)會(huì)是一種更適合用于制備全固態(tài)電池的候選材料。


        然而,無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)離子電導(dǎo)率普遍偏低(3×10-5~2×10-3S/cm),導(dǎo)致全固態(tài)電池功率密度較小,難以實(shí)現(xiàn)高速率充放電,成為制約全固態(tài)電池發(fā)展的根本原因。近年來,通過對(duì)無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行摻雜、取代及制備工藝的優(yōu)化等,大大提高了其離子電導(dǎo)率,部分電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率已經(jīng)接近甚至超過有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率(3×10-3~2×10-2S/cm)。


        目前,針對(duì)無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的研究主要集中在硫化物體系、鈉超離子導(dǎo)體(NASICON)型結(jié)構(gòu)體系、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)體系、鋰超離子導(dǎo)體(LISICON) 型結(jié)構(gòu)體系以及石榴石體系。


        國聯(lián)研究院聯(lián)合加拿大西安大略大學(xué),開展了高空氣穩(wěn)定性硫化物固態(tài)電解質(zhì)和高離子導(dǎo)無機(jī)鹵化物類固態(tài)電解質(zhì)及材料研究,部分材料具有室溫離子電導(dǎo)率高、活性材料匹配性好、可在-40℃露點(diǎn)干燥間正常使用等突出優(yōu)點(diǎn),并已實(shí)現(xiàn)批量穩(wěn)定制備及對(duì)外供樣。


        國聯(lián)研究院基于對(duì)電解質(zhì)材料的應(yīng)用性能進(jìn)行研究,并在此基礎(chǔ)上,開發(fā)與液態(tài)電池設(shè)備相匹配的電池制造工藝。具體包括:系統(tǒng)開展了固態(tài)電解質(zhì)與有機(jī)溶劑、粘結(jié)劑、導(dǎo)電碳的材料匹配性研究;進(jìn)行固態(tài)電極設(shè)計(jì)與制備,在材料匹配預(yù)研的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)開展液相勻漿涂覆工藝研究,實(shí)現(xiàn)在干燥間內(nèi)大尺寸卷對(duì)卷無機(jī)固態(tài)電極和無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)隔膜的制備及大容量無機(jī)全固態(tài)電池的組裝。


        為推動(dòng)行業(yè)交流,2022年2月22-23日,由中國粉體網(wǎng)主辦的“第三屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)”將于湖北武漢東方建國大酒店舉辦,屆時(shí)將邀請(qǐng)來自國聯(lián)汽車動(dòng)力電池研究院有限責(zé)任公司王建濤副總經(jīng)理作《無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)開發(fā)及應(yīng)用技術(shù)》報(bào)告。報(bào)告基于主講人豐富的電池材料、關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)以及國聯(lián)研究院多年對(duì)固態(tài)電池制造工藝的研究經(jīng)驗(yàn),針對(duì)動(dòng)力電池用戶需求,主講人將介紹國聯(lián)研究院在固態(tài)電池電解質(zhì)材料及電池制造工藝中的最新研究進(jìn)展。



        個(gè)人簡(jiǎn)歷:


        王建濤,教授級(jí)高級(jí)工程師、博士生導(dǎo)師,入選北京市科技新星人才計(jì)劃。長(zhǎng)期從事高性能鋰離子電池關(guān)鍵材料、關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)及技術(shù)產(chǎn)品的工程化推廣工作。在鋰離子電池領(lǐng)域,先后主持和承擔(dān)國家863、國家重點(diǎn)專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金項(xiàng)目、北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目、北京市懷柔區(qū)重點(diǎn)等國家和省部級(jí)項(xiàng)目20余項(xiàng);承擔(dān)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目2項(xiàng);獲省部級(jí)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)和創(chuàng)新獎(jiǎng)5項(xiàng)。申請(qǐng)專利80余項(xiàng)(包含2項(xiàng)PCT專利)授權(quán)專利38項(xiàng);在Science. Adv., Nature. Comm., Adv. Energy Mater., ACS Energy Lett., Nanoenergy等國內(nèi)外期刊發(fā)表文章近50篇,撰寫英文專著1項(xiàng)。


        參考資料:


        陸嘉晟,陳嘉苗等. 鋰電池用無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)

        任贊,廖擎瑋等. 鋰無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)研究進(jìn)展

        王建濤,趙尚騫等. 高比能電池及固態(tài)電池關(guān)鍵材料研究


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        作者:青黎

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