中國粉體網(wǎng)訊 固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)是解決目前商用鋰離子電池漏液、易燃等缺陷的有效途徑，也是未來電解質(zhì)的發(fā)展趨勢。其中無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)具有較高的室溫離子電導(dǎo)率（可以達(dá)到10-3S·cm-1）、極高的鋰離子遷移數(shù)（接近1，可以稱作是單鋰離子傳導(dǎo)）、低導(dǎo)電活化能（＜0.5eV）以及優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，受到廣泛關(guān)注。
NASICON型固態(tài)電解質(zhì)是無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)其中一種，該物質(zhì)不僅可以傳導(dǎo)鈉離子，也可以傳導(dǎo)鋰離子。其中傳導(dǎo)鋰離子的材料的結(jié)構(gòu)通式為LiT2(PO4)3，T元素可為Ti、Ge或Zr。該類電解質(zhì)室溫下具有較高的鋰離子電導(dǎo)率，對水、氧氣性質(zhì)穩(wěn)定，因而受到了科研工作者的廣泛關(guān)注。由于Ti元素價(jià)格低廉，具備商業(yè)化前景，因此 LiTi2(PO4)3研究較多。Aono等人研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)采用 Al3+部分取代 LiTi2(PO4)3中的Ti4+，得到的LATP電解質(zhì)電導(dǎo)率提升兩個(gè)數(shù)量級。研究發(fā)現(xiàn)，NASICON型固態(tài)電解質(zhì)Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP) 具有較高的離子傳導(dǎo)率、在空氣中穩(wěn)定和電化學(xué)窗口寬等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。
另一方面，LATP材料在實(shí)際應(yīng)用中的關(guān)鍵問題是不能直接與鋰金屬接觸。由于含有四價(jià)鈦元素，用作鋰金屬電池時(shí)金屬鋰會(huì)將Ti4＋還原成Ti３＋，而且固體電解質(zhì)和電極之間的界面阻抗較大，這限制了 LATP 規(guī)�；a(chǎn)與發(fā)展。為了克服這一缺點(diǎn)，人們嘗試了各種方法，一方面對材料進(jìn)行改性，使其滿足實(shí)際中的要求；一方面從裝置的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得眾材料各盡所能。
2021年3月11-12日，由中國粉體網(wǎng)、中國顆粒學(xué)會(huì)能源顆粒材料專委會(huì)主辦，長沙礦冶研究院先進(jìn)材料研究所協(xié)辦的“第二屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)”將在長沙吉美國際會(huì)展酒店隆重舉行，屆時(shí)，廈門大學(xué)張忠如博士將帶來報(bào)告《磷酸鹽固體電解質(zhì)研究及其規(guī)模化生產(chǎn)研發(fā)進(jìn)展》，介紹Si摻雜LATP研究以及納米LATP的合成與應(yīng)用。
張忠如博士簡介
廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院高級工程師。2004年畢業(yè)于廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院。當(dāng)前主要研究方向包括電極材料應(yīng)用開發(fā)、功能型電解液的開發(fā)及電池壽命預(yù)測等。主持或參與的項(xiàng)目包括重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃子課題、福建省科技廳重大專項(xiàng)專題、科技廳產(chǎn)學(xué)合作重點(diǎn)項(xiàng)目及企業(yè)合作項(xiàng)目等十余項(xiàng)。至今為止，已發(fā)表SCI論文29篇，申請發(fā)明專利24項(xiàng)，其中已授權(quán)11項(xiàng)。
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參考資料：
劉建禹.NASICON 型固態(tài)電解質(zhì)LATP的制備及其電池性能研究
史曉娟.基于NASICON型Li1+xAlxTi2-x(PO4)3復(fù)合電解質(zhì)的制備及電化學(xué)性能研究
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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