中國(guó)粉體網(wǎng)訊  目前，鋰電池在便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)車(chē)等領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，但其安全性不足問(wèn)題日顯突出。傳統(tǒng)的鋰離子電池采用有機(jī)液體作為電解液，但有機(jī)電解液存在的易燃、易腐蝕等問(wèn)題限制了鋰離子 電池的發(fā)展；同時(shí)，電池中金屬鋰負(fù)極產(chǎn)生的鋰枝晶會(huì)刺穿隔膜，導(dǎo)致電解液泄露、燃燒，引發(fā)嚴(yán)重的安全問(wèn)題。固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)代替有機(jī)電解液，從根本上解決了傳統(tǒng)鋰離子電池的安全隱患。相比較之下，固態(tài)鋰電池具有很好的安全性，所以固態(tài)鋰電池被視為下一代鋰電池而受到工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。

由于可以大比例使用硅或金屬鋰，固態(tài)鋰電池的能量密度要遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的鋰電池體系；但由于固態(tài)電解質(zhì)缺乏流動(dòng)性，導(dǎo)致固-固接觸面積小，阻抗增大等問(wèn)題出現(xiàn)，這一系列的界面問(wèn)題已成為制約固態(tài)電池發(fā)展的瓶頸。

固態(tài)電池中的界面挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在正極/電解質(zhì)界面、負(fù)極/電解質(zhì)界面和電解質(zhì)晶粒之間的穩(wěn)定性問(wèn)題。固-固界面穩(wěn)定性將嚴(yán)重影響電池的電化學(xué)性能和安全性，針對(duì)不同的界面問(wèn)題，可將界面挑戰(zhàn)分為：物理機(jī)械穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。 

（1）物理機(jī)械穩(wěn)定性

全固態(tài)電池中固態(tài)電解質(zhì)和電極的物理機(jī)械穩(wěn)定性不佳，會(huì)導(dǎo)致電極/電解質(zhì)界面處產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力，隨著電化學(xué)循環(huán)的進(jìn)行，結(jié)構(gòu)應(yīng)力不斷累加，最終影響電池的電化學(xué)性能。

（2）化學(xué)穩(wěn)定性

電極和電解質(zhì)材料固-固界面的高阻抗是影響全固態(tài)電池電化學(xué)性能的重要因素，而界面處的化學(xué)穩(wěn)定性和電化學(xué)穩(wěn)定性是影響固-固界面阻抗的主要原因。

（3）電化學(xué)穩(wěn)定性

不同于化學(xué)穩(wěn)定性，全固態(tài)電池中固-固界面的電化學(xué)穩(wěn)定性是指在外電場(chǎng)的作用下，保持其界面處物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的能力。

（4）熱穩(wěn)定性

研究表明，改善固態(tài)電池的熱穩(wěn)定性問(wèn)題可以使電池在高溫下正常工作且表現(xiàn)出較好的循環(huán)性能。因此，提升熱穩(wěn)定性可以顯著提高電池的安全性能，消除潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)并拓寬電池的工作溫度范圍，使其應(yīng)用更加廣泛。

固態(tài)鋰電池的大規(guī)模推廣使用，面臨的主要難題是固態(tài)電解質(zhì)和電極之間的界面的機(jī)械穩(wěn)定性和電阻。為深入探究固態(tài)電解質(zhì)和電極之間的界面問(wèn)題，2022年2月22-23日，由中國(guó)粉體網(wǎng)主辦的“第三屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)”將于湖北武漢東方建國(guó)大酒店舉辦，屆時(shí)將邀請(qǐng)來(lái)自哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）的蘇新教授作《固態(tài)鋰電池界面機(jī)械和電化學(xué)性能研究》報(bào)告。該報(bào)告主講人將講述應(yīng)用一種同步應(yīng)力測(cè)試方法來(lái)研究固態(tài)電解質(zhì)界面的機(jī)械化學(xué)衰減問(wèn)題，以及其對(duì)內(nèi)阻的影響。

個(gè)人簡(jiǎn)歷：

蘇新，哈工大威海新能源學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，2019山東省泰山學(xué)者青年專(zhuān)家，2020國(guó)家高層次人才計(jì)劃；先后任職于美國(guó)布朗大學(xué)、阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、Eagle-Picher 科技和A123系統(tǒng)；2006年起致力于鋰電池材料、設(shè)計(jì)、安全和生產(chǎn)等方面基礎(chǔ)和應(yīng)用研究；先后負(fù)責(zé)由美國(guó)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)、美敦力、Eagle-Picher 科技、A123系統(tǒng)等資助的鋰電池材料，鋰電池安全，特種/動(dòng)力鋰電池設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)相關(guān)項(xiàng)目；成功研發(fā)了兩款高性能鋰電池；同時(shí)在國(guó)際一流學(xué)術(shù)期刊（Nature Energy, Advanced Energy Materials, ACS energy letters and Chemistry of Materials等）上發(fā)表29篇SCI論文。

參考資料：

王晗，安漢文等. 全固態(tài)電池界面的研究進(jìn)展 

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