2024固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈企業(yè)家峰會現(xiàn)場
電池百人會-電池網(wǎng)6月28日訊（常青 林音 江蘇蘇州 圖文直播）6月28日，固態(tài)電池行業(yè)盛會——2024固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈企業(yè)家峰會在蘇州相城舉行。本屆論壇由中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、電池百人會、蘇州市新時代工商管理企業(yè)家聯(lián)合會新能源專委會主辦，本次盛會匯聚全球產(chǎn)學(xué)研金用等各界力量，圍繞“新技術(shù) 新賽道 新力量”這一主題掀起頭腦風(fēng)暴，共同探討固態(tài)電池技術(shù)的最新進(jìn)展、面臨的挑戰(zhàn)、解決方案及未來的發(fā)展趨勢，推動其商業(yè)化進(jìn)程，搭建起深度溝通、合作的橋梁和紐帶。
中南大學(xué)化學(xué)電源與材料研究所副所長劉洪濤
28日上午，中南大學(xué)化學(xué)電源與材料研究所副所長劉洪濤在論壇上做了題為《聚合物基固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計及其性能調(diào)控》的主題演講，分享了聚合物基固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計策略等，電池網(wǎng)摘選了其部分精彩觀點，以饗讀者：
隨著電池技術(shù)不斷向高能量密度方向發(fā)展，電池安全性問題越來越突出。為了降低有機(jī)溶劑分解以及隔膜失效引起的短路和熱失控，無溶劑固態(tài)電解質(zhì)被認(rèn)為是一種潛在的選擇。
“從機(jī)制上，本質(zhì)上走出新路徑，實現(xiàn)彎道超車。”劉洪濤介紹，無機(jī)電解質(zhì)和聚合物電解質(zhì)都有各自顯著的優(yōu)點和致命的缺陷，導(dǎo)致商業(yè)化應(yīng)用舉步維艱。通過取長補(bǔ)短、協(xié)同復(fù)合，以聚合物為主，無機(jī)為輔，有望解決在LMB應(yīng)用中的關(guān)鍵瓶頸問題。
聚合物固態(tài)電解質(zhì)做固態(tài)電池有什么好處？劉洪濤講道，它的工藝跟傳統(tǒng)鋰電池的涂布工藝非常接近，原來的設(shè)備有現(xiàn)成的，稍微改一下就能用。從這個角度說，基于聚合物來提升電解質(zhì)，對日后產(chǎn)業(yè)化具有積極意義。
從聚合物基固態(tài)電解質(zhì)設(shè)計策略角度來說，要從其組份材料分別考慮。聚合物基固態(tài)電解質(zhì)由聚合物基體+鋰鹽+填料構(gòu)成。聚合物基體主要起支撐和導(dǎo)鋰作用；鋰鹽主要提供導(dǎo)電鋰離子；填料用于改善電解質(zhì)膜強(qiáng)度、增強(qiáng)聚合物導(dǎo)鋰能力。
聚合物基體的選擇除了導(dǎo)鋰結(jié)構(gòu)單元，還要考慮玻璃轉(zhuǎn)化溫度低于實際應(yīng)用溫度。劉洪濤提到，“對于大部分企業(yè)來說，出于成本考量，只需要選擇常用的PEO、PVDF-HFP等就夠用”。在鋰鹽的選擇策略方面，“實際上在新型鋰鹽尚未產(chǎn)業(yè)化前，常用的LiTFSI和LiPF6都是可以使用的”。“最重要的是填料的選擇”，劉洪濤說，“填料就像做菜時的佐料，少而精，卻能使菜呈現(xiàn)不同的囗味和品質(zhì)”。
無機(jī)填料和有機(jī)聚合物怎么復(fù)合好，就像佐料怎么進(jìn)味，不多也不少，這是非常難的事情。通常情況下無機(jī)氧化物顆粒與聚合物材料不相容，那么復(fù)合物就成了不均勻的混合物了，各方面性能就會很差。劉洪濤介紹，“我們提出無機(jī)氧化物納米團(tuán)簇策略，既解決了無機(jī)氧化物與聚合物的相容性問題，也提升了聚合物導(dǎo)鋰性能和機(jī)械強(qiáng)度。”
采用的無機(jī)氧化物團(tuán)簇位于納米和亞納米尺度，具有確定的原子組成和明晰的幾何結(jié)構(gòu)，能通過內(nèi)部原子或表面配體進(jìn)行功能調(diào)控；同時，還可以通過團(tuán)簇多級結(jié)構(gòu)的組裝，構(gòu)筑具有整體功能性的分級結(jié)構(gòu)材料。實測所得固態(tài)電解質(zhì)在磷酸鐵鋰和高鎳三元正極都具備潛在應(yīng)用價值。
另外，我們在單鋰離子導(dǎo)電聚合物電解質(zhì)方面做了些工作。從本質(zhì)上講，這種電解質(zhì)既有柔韌性，又是單鋰離子導(dǎo)電，是完美的不存在界面相容性和鋰枝晶生長問題的材料。我們測試的結(jié)果也非常穩(wěn)定，但目前制備成本需要通過批量化工程來解決。這是一種可能實現(xiàn)彎道超車的材料。在前沿材料中，我們團(tuán)隊還研發(fā)了聚胺酯類，離子塑晶類固態(tài)電解質(zhì)，都極具發(fā)展?jié)撡|(zhì)。以后抽時間可以跟大家再深入交流。
（以上觀點根據(jù)論壇現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）
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