【會議報告】固體陶瓷電解質及導體涂層隔膜研發體系的構建

傳統液態鋰電池存在自燃、爆炸安全隱患；能量密度低，續航不足；以及封裝復雜，柔性較弱等瓶頸問題。固態電池能夠解決現有液態鋰電池的技術瓶頸。從產業政策上，發展全固態電池已上升為國家戰略。作為固態電池核心關鍵材料，陶瓷電解質及衍生的導體隔膜已成為電池行業急需。

陶瓷電解質概述

陶瓷電解質也就是無機固體電解質（ISEs），包括晶體、偏晶（玻璃-陶瓷）和無定形玻璃，具有傳導鋰離子的能力。ISEs在固體電解質中展示了最高的熱穩定性和離子電導率。它們被分為氧化物和硫化物，但氫化物型材料和鹵化物型材料的研究較少。

氧化物電解質包括NASICON、LISICON、鈣鈦礦、石榴石和LiPON。NASICON型化合物如Na1+xZr2P3-xSixO12和Li1+xMxTi2-x(PO4)3（M = Al，Cr，Ga，Ge，Sc，In，Lu，Y或La）展現出高離子電導率，寬電化學穩定窗口（ESW）。LISICON型電解質如Li2+2x Zn1-x XO4（X = Al、S、Si、Ge、Ti和P）通常在室溫下表現出較低的離子電導率，但是空氣中比較穩定。鈣鈦礦型固體電解質中，Li3xLa2/3-xTiO3（LLTO）具有高離子電導率和鋰穩定性，而Li7La3Zr2O12（LLZO）表現出高離子電導率和氧化穩定性。LiPON作為電解質在與金屬鋰接觸時表現出高穩定性。

硫化物固體電解質如Li10GeP2S12和Li3PS4展示出高離子導率和穩定性，但對濕度和高壓氧化物陰極敏感。

鹵化物固體電解質在最近得到更多關注，但穩定性仍是主要問題。

氫化物固體電解質具有較低的離子電導率，需要在高溫下運行。

小結

固體電解質作為鋰離子電池的關鍵材料之一，具有將電池正極與負極隔開的作用，起到電子絕緣性和離子導電性。其導通鋰離子能力影響著鋰離子電池的整體性能，其隔離正負極作用使電池在過充或溫度急劇升高的情況下能夠防止電流快速升高，防止電池內部短路，從而避免起火爆炸。因此，陶瓷電解質及導體隔膜產品對解決當前鋰離子電池的安全問題和提升電池的電化學性能具有重要的意義。大規模化生產固體陶瓷電解質及其衍生的鋰電池功能性涂層隔膜能滿足當前電池行業發展需求，具有廣大的市場應用前景，其產業化已迫在眉睫。

針對固態電池相關的技術、材料、市場及產業等方面的問題，中國粉體網將在昆山舉辦第五屆高比能固態電池關鍵材料技術大會。為致力于固態電池技術開發的企業，科研院校，以及電動車、儲能、特種應用等終端企業提供信息交流的平臺，開展產、學、研合作，共同推動行業發展。屆時，武漢睿意新材料科技有限公司董事長、華中科技大學材料科學與工程學院教授朱文將作題為《固體陶瓷電解質及導體涂層隔膜研發體系的構建》的報告。報告主講人將對其公司固體陶瓷電解質及導體涂層隔膜研發體系的構建展開介紹。

專家簡介：

朱文，華中科技大學材料科學與工程學院教授，博士生導師。華中科技大學“華中學者”獲得者，可再生能源材料研究團隊學術帶頭人。歐盟第七框架協議“瑪麗-居里”學者（一類）。英國諾丁漢大學principal研究員，美國加州大學伯克利分校訪問學者，美國電化學學會會士、美國納米協會會士。團隊先后承擔了國家、省部級科研課題30余項。近年來在國際著名學術期刊上發表SCI論文200余篇。多篇論文被國內外權威期刊作為封面宣傳報道（包括JACS、Sci. Technol. Rev等），入選年度Top 20文章，并排名第一。國際著名SCI學術期刊評審專家、仲裁評審專家；包括JACS、Adv. Mater.、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.、Chem. Mater.、 Nano letters等，并被美國知名出版社ACS Publications頒發優秀論文評定資格證書。

參考來源：

1. Trang Thi Vu,et al.Hybrid electrolytes for solid-state lithium batteries: Challenges, progress, and proSPEscts,Energy Storage Materials,2023,102876,ISSN 2405-8297.

2. 康樂等.鋰離子電池陶瓷隔膜材料研究進展

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