中國粉體網(wǎng)訊 固態(tài)電池是目前公認(rèn)最具前景的新一代動力電池，目前固態(tài)電池技術(shù)處于什么階段？商用市場已達(dá)到怎樣的規(guī)模？產(chǎn)業(yè)鏈又涉及到哪些領(lǐng)域？這些問題受到業(yè)內(nèi)人士普遍關(guān)注。2023年2月21-22日，由中國粉體網(wǎng)主辦的第四屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會在江蘇常州隆重召開，會議期間，我們邀請到了業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者，優(yōu)秀企業(yè)家代表做客《對話》欄目，進(jìn)行訪談交流。本期《對話》為大家?guī)砩虾Ｇ把匦履茉措娫醇夹g(shù)研究院湯衛(wèi)平院長的專訪。
粉體網(wǎng)：湯院長，氧化物固態(tài)電解質(zhì)主要有哪幾種？目前研究熱點(diǎn)集中在哪里？
湯衛(wèi)平院長：氧化物固態(tài)電解質(zhì)有很多種，比如石榴石型、NASICON型、鈣鈦礦型等等。對于研究熱點(diǎn)，我們本身的研究是希望在氧化物固態(tài)電解質(zhì)中尋找一些綜合性能更好的材料。
粉體網(wǎng)：湯院長，在您看來，改善固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率有哪些路徑？
湯衛(wèi)平院長：我們一直希望通過改變固態(tài)電解質(zhì)本身的微觀結(jié)晶結(jié)構(gòu)去提高它的離子電導(dǎo)率。固態(tài)電解質(zhì)的離子傳輸機(jī)理相對來說比較清晰，在固態(tài)電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)中間有傳輸通道，我們做的工作就是對離子的通道進(jìn)行擴(kuò)張，通過擴(kuò)張離子通道去實(shí)現(xiàn)離子的快速傳輸。
粉體網(wǎng)：湯院長，新型固態(tài)電解質(zhì)Li3La(PO4)2如何制備？
湯衛(wèi)平院長：Li3La(PO4)2固態(tài)電解質(zhì)是我在會議報(bào)告上的主講內(nèi)容，這也是我們第一次在國際上對該材料進(jìn)行報(bào)告。對于這種材料的制備，我們用了一個(gè)比較特別的方法，這種方法稱為非惰性溶劑離子交換法。通過運(yùn)用鈉的離子導(dǎo)體與鋰離子進(jìn)行交換生成鋰的超離子導(dǎo)體。我們采用這種方法，對材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，由于鈉的離子半徑比較大，所以它的框架比較大，換成鋰以后，它可以保持鈉的框架，從而實(shí)現(xiàn)比較小的離子在框架之內(nèi)快速傳導(dǎo)。這也是我們開發(fā)Li3La(PO4)2材料的初始想法。我們的實(shí)驗(yàn)還是比較成功的，并且我們還發(fā)現(xiàn)這種材料不僅離子電導(dǎo)率比較高，同時(shí)它還具備低楊氏模量的特點(diǎn)，這也是國際上首次發(fā)現(xiàn)低楊氏模量的氧化物材料。
粉體網(wǎng)：湯院長，對于新型固態(tài)電解質(zhì)Li3La(PO4)2，它存在什么樣的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)？
湯衛(wèi)平院長：有關(guān)這個(gè)材料的研究我們也是最近才對外發(fā)表，這項(xiàng)工作從開始到現(xiàn)在也只有兩年的時(shí)間。對于這個(gè)材料的優(yōu)點(diǎn)，除了離子電導(dǎo)率比較高，穩(wěn)定性比較好之外，還有就是它的低楊氏模量的特點(diǎn)。我們希望以后這種電解質(zhì)材料能夠像硫系固態(tài)電解質(zhì)一樣應(yīng)用于全固態(tài)電池。因此，我們提了氧化物全固態(tài)電池的概念，這也是我們在國際上首次提出用低楊氏模量的氧化物去做全固態(tài)的電池。所以，它的特點(diǎn)或者說優(yōu)勢還是比較明顯的。從不足之處來看，目前這個(gè)材料正處在研發(fā)階段，由于材料里含有鑭元素，未來在鑭資源及材料價(jià)格等方面可能會有一些問題。不過，未來我們也會做一些工作去彌這類問題，比如通過一些替代元素把鑭的用量降下來或者直接不用鑭元素。
粉體網(wǎng)：湯院長，您能不能給大家介紹一下該新型固態(tài)電解質(zhì)應(yīng)用于固態(tài)電池的前景？
湯衛(wèi)平院長：我比較看好這個(gè)材料，在這次會議上很多嘉賓演講的主題是全固態(tài)電池，這也說明未來全固態(tài)電池將是固態(tài)電池的發(fā)展方向。但是，目前硫系固態(tài)電解質(zhì)材料本身存在一些問題，在很大程度上阻礙了全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，我們希望運(yùn)用這種性能穩(wěn)定且低楊氏模量的氧化物材料去推動全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化。我們現(xiàn)在也在做各個(gè)方面的努力，一是材料本身的產(chǎn)業(yè)化，我們通過與硫系全固態(tài)電池企業(yè)溝通，希望把我們的材料應(yīng)用到硫系電池體系當(dāng)中。另一方面，我們也在開發(fā)氧化物全固態(tài)電池，相對于現(xiàn)有的電池來說，這是一個(gè)非常前沿的工作，需要一定的時(shí)間和過程。我相信不遠(yuǎn)的將來，我們會將樣品做出來，之后再進(jìn)一步把它產(chǎn)業(yè)化。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正）
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