中國粉體網(wǎng)訊  2021年3月11-12日，由中國粉體網(wǎng)主辦的“第二屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)”在湖南長沙隆重召開，期間，我們邀請(qǐng)到與會(huì)專家、學(xué)者做客“對(duì)話”欄目，進(jìn)行視頻訪談。本期為您分享的人物專訪是來自青島大學(xué)的郭向欣教授。

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郭向欣教授

中國粉體網(wǎng)記者：郭教授，您好。首先向您請(qǐng)教一下，固態(tài)鋰電池作為消費(fèi)類電子產(chǎn)品供電電源和動(dòng)力汽車供電電源分別需要滿足哪些條件？

郭教授：固態(tài)電池理論上能量密度比較高，作為供電電源，續(xù)航時(shí)間、續(xù)航里程就會(huì)相應(yīng)提高。另外還有一個(gè)關(guān)鍵的問題也是大家現(xiàn)在比較看重的，因?yàn)楣虘B(tài)電池采用固體電解質(zhì)取代或部分取代液體，它的安全性可以提高。這樣的話，尤其是在新能源汽車領(lǐng)域，對(duì)安全性要求特別高的應(yīng)用領(lǐng)域，固態(tài)電池的既能滿足能量密度的提高，又能保證安全性，這一點(diǎn)是大家對(duì)固態(tài)電池所共同期望的。

中國粉體網(wǎng)記者：氧化物固體電解質(zhì)有何突出優(yōu)勢(shì)，目前應(yīng)用研究、前景比較好的是哪一種？

郭教授：氧化物與其它固體電解質(zhì)相比，突出優(yōu)勢(shì)是綜合性能要好一些。一方面與硫化物相比，硫化物的離子電導(dǎo)率非常突出，但對(duì)空氣敏感；另一方面聚合物比較容易產(chǎn)業(yè)化，但是離子電導(dǎo)率又偏低。氧化物介于兩者中間，它的離子電導(dǎo)率可以接受，比聚合物高一些，另外對(duì)空氣相對(duì)穩(wěn)定。所以，氧化物的性能優(yōu)勢(shì)是綜合的。目前，對(duì)氧化物還是比較容易開展相關(guān)工作，尤其是量產(chǎn)工作。有了材料基礎(chǔ)，比較容易進(jìn)行電池的下一步的研發(fā)。

中國粉體網(wǎng)記者：氧化物固體電解質(zhì)的發(fā)展目前主要面臨的問題有哪些？

郭教授：氧化物固體電解質(zhì)目前所面臨的問題，同其它固體電解質(zhì)一樣，有一些共性的問題。比如說界面的問題，離子電導(dǎo)率的問題，還有就是怎么能夠做成電芯、電芯設(shè)計(jì)怎么做成電池，應(yīng)該是有個(gè)共性的問題。另外氧化物固體電解質(zhì)也有它自身的問題。氧化物與屬于無機(jī)陶瓷電解質(zhì)，同其它的材料比起來，剛性比較強(qiáng)，界面問題特別突出，尤其是電化學(xué)帶來的體積、應(yīng)力應(yīng)變，可能對(duì)氧化物來說就是一個(gè)比較突出的問題，需要重點(diǎn)來解決。

實(shí)用化LLZO基固態(tài)鋰電池展望

中國粉體網(wǎng)記者：固態(tài)鋰電池中，各種界面對(duì)電池性能具有至關(guān)重要的影響。如何構(gòu)建具有穩(wěn)定高速離子、電子通道的復(fù)合正極和高效穩(wěn)定的鋰金屬/固體電解質(zhì)界面？

郭教授：這個(gè)問題也是一個(gè)核心問題，簡單說起來好像不是特別難，但做起來是特別難的。因?yàn)閮H提這個(gè)界面是一個(gè)很泛的概念，界面分很多種，既有正極與電解質(zhì)的界面，還有負(fù)極與電解質(zhì)的界面，而且科學(xué)問題包括技術(shù)問題都不同。剛才提到的復(fù)合正極，內(nèi)部還有小界面，電解質(zhì)內(nèi)部也有小界面，可能將來負(fù)極方面也有小界面。這些大界面、小界面是融合在一起的。所以這些問題比較多，需要分頭攻關(guān)。還要根據(jù)不同的材料特性。比如說正極，利用磷酸鐵鋰還是三元，它帶來的界面問題又不一樣。但總體來講，有一個(gè)共識(shí)就是，界面要構(gòu)筑好，導(dǎo)電性要好，而且循環(huán)起來要穩(wěn)定。不能說剛開始好，循環(huán)過程中或工作過程中界面就慢慢退化了。這些都要有相對(duì)應(yīng)的辦法。另外對(duì)于鋰金屬，鋰金屬鋰枝晶問題由來已久，怎樣能夠做好鋰金屬與電解質(zhì)之間的界面，抑制鋰枝晶，這些問題都需要投入更多的研究。所以說工作是很多的，希望以后在這方面真正的獲得一些能夠?qū)嵱眯偷姆桨浮?/p>

中國粉體網(wǎng)記者：郭教授，請(qǐng)問您目前的主要研究方向是什么？近年來，有哪些研究成果？

郭教授：我們的研究方向還是聚焦在氧化物固體電解質(zhì)上。因?yàn)檠趸�物固體電解質(zhì)是我們一直堅(jiān)持做的，也符合我自己的背景。我自己的背景就是固態(tài)離子學(xué)，原來在中科院上海硅酸鹽研究所，現(xiàn)在在青島大學(xué)，都是做無機(jī)材料的，所以我自己的主要研究方向，主要還是在氧化物固體電解質(zhì)。在這一塊，我們又分成粉體，因?yàn)榉垠w是基礎(chǔ)。只有粉體做好了，后邊才可以進(jìn)一步的發(fā)展，這是我們一個(gè)重要的研究方向。

另外光有粉體做成電池還不夠，電池是粉體的集成，所以我們還會(huì)做電解質(zhì)的膜，有了電解質(zhì)膜，只是一個(gè)部件，還要配合找到與其匹配的正極、負(fù)極、還有相對(duì)應(yīng)的電芯、整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。有了電芯設(shè)計(jì)，最后想做成真正能用的東西，還要做系統(tǒng)，這也是我們的一個(gè)方向。有些地方我們可能擅長做，我們自己多做點(diǎn)，有些地方不擅長，可能與各方企業(yè)、研究單位進(jìn)行合作。所以說整體的研究方向，分成從材料、到器件到系統(tǒng)。對(duì)于我們的研究成果，在解決問題的具體過程中，近年有一些體會(huì)和收獲，我們覺得對(duì)大家有幫助的話，也是寫成文章或者專利，同大家分享。

中國粉體網(wǎng)記者：謝謝郭教授的分享，感謝郭教授接受我們的訪談。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金；攝影/茜茜；剪輯/小郭）

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