中國粉體網(wǎng)訊 2024年1月18日，由中國粉體網(wǎng)主辦的第五屆高比能固態(tài)電池關鍵材料技術大會在昆山成功召開。在會議期間，我們就固態(tài)電池相關的研究熱點、前沿技術及產(chǎn)業(yè)化趨勢采訪了業(yè)內(nèi)多位專家學者。本期為您分享的是中國粉體網(wǎng)對安徽大學朱凌云教授的專訪。
朱凌云教授，現(xiàn)為安徽大學材料科學與工程學院教授，海外引進國家級專家，享受國務院政府特殊津貼。主要從事全固態(tài)鋰離子電池材料及其薄膜合成制備研究工作。近年來，主持和參與了國家和省部級電池材料相關科研項目20 余項，申請發(fā)明專利 40 余件，在固態(tài)電解質(zhì)和電池材料方面獲授權專利15件。
中國粉體網(wǎng)：請問，日本產(chǎn)業(yè)界為何更青睞硫化物固態(tài)電解質(zhì)這一路線？
朱教授：從技術上來講，不是說哪一個公司或者是哪一個國家更青睞于哪一種，是因為硫化物固態(tài)電解質(zhì)有自己的優(yōu)勢，比方說它跟聚合物電解質(zhì)相比，它的離子傳導率更高，跟氧化物的電解質(zhì)相比，它的加工性更好�；谶@兩方面的優(yōu)勢，很多公司才注目于硫化物固態(tài)電解質(zhì)的研究。
另外，硫化物固態(tài)電解質(zhì)它的離子傳導率很高，它可以實現(xiàn)倍率充放，這個優(yōu)勢決定了汽車公司或者是動力電池的生產(chǎn)企業(yè)面向?qū)嶋H使用要求，而更注重于硫化物固態(tài)電池的研究及開發(fā)生產(chǎn)技術。
中國粉體網(wǎng)：請問，制備硫化物固態(tài)電解質(zhì)的主要原料及核心工藝有哪些？
朱教授：目前，制備硫化物固態(tài)電解質(zhì)都是實驗室的方法，實驗室的方法其實很簡單，就是高能球磨的工藝，用的原材料有硫化鋰、硫化磷，再加上添加劑比方說氯化鋰這類的鹽或者是其他類的少量添加劑。從實驗室制備這個角度來說，對環(huán)境要求比較高，但是制備工藝沒有太大的難度。
中國粉體網(wǎng)：如何提升硫化物固態(tài)電解質(zhì)粉體的穩(wěn)定性？
朱教授：提升穩(wěn)定性方面的研究，有很多老師、很多團隊都在做，比方說空氣穩(wěn)定性，但是提升空氣穩(wěn)定性帶來的后果基本上都會影響到硫化物電解質(zhì)的其他性能比如離子傳導率�，F(xiàn)在的硫化物固態(tài)電解質(zhì)實際上還有很多需要解決的問題。
如果說面向未來，硫化物固態(tài)電解質(zhì)的穩(wěn)定性研究可能會結合在硫化物電解質(zhì)薄膜的制造工藝中，在電解質(zhì)薄膜的生產(chǎn)過程中要求硫化物固態(tài)電解質(zhì)與高分子粘結劑或者是其他添加劑能夠更好的相互吻合可能是更好的一個方向。
中國粉體網(wǎng)：硫化物固態(tài)電池中高鎳三元正極為何需要改性？如何改性？
朱教授：高鎳三元正極實際上現(xiàn)在不只是在固態(tài)電池中需要改性，在液態(tài)電池里面它也會遇到問題，因為高鎳三元正極的制造過程中它表面會帶有殘堿，它在液態(tài)電池里也有一定的氧化層包覆，如三氧化二鋁或二氧化硅的包覆。
在固態(tài)電池中因為硫化物固態(tài)電解質(zhì)和高鎳三元正極粉末界面容易發(fā)生硫化反應，所以在其兩者之間須有一個過渡層，保證硫化物和高鎳三元正極粉末之間不會直接接觸。這是固態(tài)電池中三元正極實現(xiàn)長循環(huán)的前提。我們現(xiàn)在一般都用鈮酸鋰在三元粉末表面沉積形成一個納米級的包覆層，控制這個過渡層的厚度，使其不阻礙高鎳三元正極粉末和硫化物電解質(zhì)之間的穩(wěn)定離子傳導。
中國粉體網(wǎng)：硫化物全固態(tài)電池的終極目標是采用哪種正極、負極材料？距離這一目標還有哪些關鍵難題待攻克？
朱教授：因為硫化物全固態(tài)電池目前還沒有大批量的生產(chǎn)，包括日本在內(nèi)也只是小批量的生產(chǎn)，現(xiàn)階段小批量生產(chǎn)中用的基本上都是高鎳三元正極，負極現(xiàn)在都是用石墨或者是硅碳負極，終極目標肯定是使用金屬鋰或高鋰含量的輕量化負極，因為只有這樣才能夠把固態(tài)電池的能量密度做高。研究目標雖然有了，但是要走過這個階段還有很多的困難要解決，其中金屬鋰和硫化物電解質(zhì)的界面反應問題是我們所需要解決的最主要的一個難點。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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