中國粉體網訊  固態(tài)電池的界面問題，是目前學術界公認的影響固態(tài)電池性能發(fā)揮的最重要的難點問題。把傳統(tǒng)液體電池中液態(tài)的電解質用固態(tài)電解質來替代，一方面原本液態(tài)電池中的固-液接觸界面變成固-固接觸界面。液體具有流動性，可以大大增大電極材料與電解質的界面面積，增大電池的臨界電流密度，降低極化。固態(tài)電池中的固-固界面接觸，大部分情況下，接觸方式為點接觸，接觸面積小。部分電池體系下，界面初始可以是面接觸，但是隨著電池的循環(huán)，電極材料不可以避免地發(fā)生體積膨脹，使得原本良好的接觸惡化，從而增加界面阻抗，電池性能持續(xù)惡化。另一方面，液態(tài)電池之所以可以成功被商業(yè)化應用，在電極與電解質界面之間生成的良好的固態(tài)電解質中間相（SEI）功不可沒，然而，目前固態(tài)電池中電極與電解質之間的界面相性質為何？該如何構造？尚未有統(tǒng)一的定論與認識。

從電池結構來看，固態(tài)電池主要由中間的固態(tài)電解質層與兩側的電極層構成，電極層主要由活性物質、固態(tài)電解質、導電添加劑、粘結劑等組成。在電池充放電過程中，離子和電子會通過活性物質內部，電解質層內部，以及活性物質與電解質層的界面層。在這個過程中，活性物質與固態(tài)電解質之間的電子/離子阻抗，活性物質體相的電子/離子阻抗，固態(tài)電解質體相的電子/離子阻抗是三個主要的阻抗來源。

在固態(tài)電池的構造過程中，為了提升固態(tài)電池整體的電化學性能，不僅需要考慮電極材料（包括活性物質與固態(tài)電解質）內部的阻抗，電極材料之間的界面阻抗也是影響性能發(fā)揮的重要原因。一般而言，電極材料與固態(tài)電解質之間容易存在電化學的不匹配性，固態(tài)電解質在正極側容易被氧化，在負極側容易被還原，在固態(tài)電解質與正負極側之間構筑緩沖層是一種抑制電解質與活性物質之間副反應的行之有效且常用的方法。盡管這些緩沖層可以有效地降低界面阻抗，構建良好的鋰離子傳輸通道，但是，實際電池體系的電化學性能與液態(tài)電池相比，仍然存在較大差距。

針對固態(tài)電池相關的技術、材料、市場及產業(yè)等方面的問題，中國粉體網將在常州舉辦第四屆高比能固態(tài)電池關鍵材料技術大會。為致力于固態(tài)電池技術開發(fā)的企業(yè)，科研院校，以及電動車、儲能、特種應用等終端企業(yè)提供信息交流的平臺，開展產、學、研合作，共同推動行業(yè)發(fā)展。屆時，北京理工大學袁洪研究員將作題為《硫化物基全固態(tài)金屬鋰電池界面設計與調控》的報告。 報告將基于全固態(tài)電池存在問題，從固-固界面電荷輸運、界面兼容和電極/電解質的規(guī)模化制備等方面進行探討，旨在解決全固態(tài)電池面臨的一些問題，推進全固態(tài)金屬鋰電池的發(fā)展。

專家簡介：

袁洪，2017年畢業(yè)于北京理工大學并獲得工學博士學位，2017年-2019年在清華大學化工系從事博士后研究工作。2019年至今，任北京理工大學前沿交叉科學研究院特別研究員，博士生導師。主要從事能源存儲與轉化過程中的能源材料制備、能源化學機制以及產業(yè)應用等方面的研究。主要研究領域包括鋰離子電池、鋰硫電池、鋰金屬電池、固態(tài)電池。作為項目負責人主持國家自然科學基金項目（2項）、北京市自然科學基金項目（1項）和中國博士后科學基金（2項）等。

參考來源：

盧嘉澤.固態(tài)金屬鋰電池關鍵界面問題研究

李超.面向固態(tài)金屬鋰電池的電解質界面設計、制備與性能研究

（中國粉體網編輯整理/文正）

注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權告知刪除！