中國粉體網(wǎng)訊 全固態(tài)電池因其安全性和能量密度優(yōu)勢是下一代電池發(fā)展的大趨勢。電導率高、機械性能優(yōu)的硫化物電解質(zhì)被廣泛用于全固態(tài)電池。然而，硫化物電解質(zhì)與電極的界面相容性差，由此導致的界面（電）化學-機械失效嚴重阻礙了載流子的跨界面輸運，從而限制了硫化物基全固態(tài)電池的電化學性能發(fā)揮。
為獲得高性能的硫化物基全固態(tài)電池，崔光磊研究員團隊探究了電池的失效機理：通過X射線斷層成像技術(shù)直觀分析了電極在脫嵌鋰過程中對電解質(zhì)層施加應力、應變致其失效，同時發(fā)現(xiàn)鋰在正負極中的不均勻沉積-溶解加速了電池失效；通過原位掃描透射電鏡差分相襯成像技術(shù)觀察到電荷在電極相/電解質(zhì)相界面的聚集——空間電荷層的存在以及鋰離子在電極、電解質(zhì)顆粒表面的富集。據(jù)此提出解決策略：基于“剛?cè)岵焙汀叭酀B流”設(shè)計理念并結(jié)合原位聚合技術(shù)，構(gòu)筑一體化電極/電解質(zhì)固固界面，解決了電池在循環(huán)過程中的機械失效問題；通過一種自組織異質(zhì)納米疇的策略，顯著提高了電解質(zhì)相的離子電導率，避免了鋰離子在顆粒表面的富集；通過在電極活性材料表面包覆功能層，緩解了空間電荷層效應的同時抑制了電極/電解質(zhì)界面反應和接觸失效；通過創(chuàng)制兼具高電子和離子電導率及零應變的正極材料，構(gòu)筑了不含導電助劑的均質(zhì)正極，排除了電極內(nèi)界面反應。基于上述解決策略及所開發(fā)的干法或濕法成膜工藝，制備的硫化物基全固態(tài)電池展現(xiàn)出高比能、長壽命、寬溫區(qū)的優(yōu)異性能。
研究團隊解決了硫化物全固態(tài)電池疊層工藝的行業(yè)痛點及瓶頸問題，打通了硫化物全固態(tài)電池大型車載電池制作工藝的最后一道難關(guān)，在硫化物軟包電池疊片技術(shù)上取得關(guān)鍵性突破。目前正在與上下游產(chǎn)業(yè)方合作，加速技術(shù)的研發(fā)和驗證過程，力爭率先實現(xiàn)硫化物全固態(tài)電池批量化生產(chǎn)。
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2024年9月5-6日在常州舉辦第六屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會。為致力于固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)的企業(yè)，科研院校，以及電動車、儲能、特種應用等終端企業(yè)提供信息交流的平臺，開展產(chǎn)、學、研合作，共同推動行業(yè)發(fā)展。屆時，來自中國科學院青島生物能源與過程研究所的崔光磊研究員將作題為《新型均質(zhì)化硫化物全固態(tài)電池正極材料》的報告。
專家簡介：
崔光磊，研究員，博士生導師，國家新能源汽車專項高比能固態(tài)鋰電池技術(shù)項目首席科學家，國家深海和極地關(guān)鍵技術(shù)與裝備專項超高比能固態(tài)鋰電池項目首席科學家、中科院戰(zhàn)略性先導性科技專項A類項目深海智能技術(shù)副總師、國家“萬人計劃”，科技部中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，國家杰出青年科學基金獲得者，國務院特殊津貼專家。曾獲得中科院“百人計劃”終期評估“優(yōu)秀”、山東省技術(shù)發(fā)明一等獎、山東省自然科學一等獎、青島市自然科學一等獎、青島市科技進步（顛覆性技術(shù)探索類）一等獎等獎項。2005年于中國科學院化學所獲得有機化學博士學位，2005年9月至2009年先后在德國馬普協(xié)會高分子所和固態(tài)所從事博士后研究。2009年2月以中科院百人計劃研究員到中科院青島生物能源與過程所工作，現(xiàn)任深海電源系統(tǒng)山東省工程研究中心主任，先進儲能技術(shù)研究室主任，青島儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院執(zhí)行院長、中科豐元高性能鋰電池材料研究院執(zhí)行院長，國際聚合物電解質(zhì)委員會理事、中國造船工程學會第一屆深海裝備技術(shù)學術(shù)委員會委員、國際儲能與創(chuàng)新聯(lián)盟理事、中國硅酸鹽學會固態(tài)離子學分會理事、中國化學會電化學專業(yè)委員會委員、中國化學會有機固體專業(yè)委員會委員、中國化學會能源化學專業(yè)委員會委員、Macromolecular Chemistry and Physics國際咨詢委員會委員、Battery Energy期刊副主編等。近幾年主要從事高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料和系統(tǒng)研發(fā)、深海特種電源開發(fā)應用及固態(tài)光電轉(zhuǎn)換器件的研究工作。先后在能源材料、化學、器件等方面的國際權(quán)威雜志Nat. Energy、Nat. Sustain.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Environ. Energy Science、J. Am. Chem. Soc.等發(fā)表文章400多篇，他引30000多次。2022年、2023年被評為科睿唯安“全球高被引科學家”（交叉領(lǐng)域）。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/喬木）
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