中國粉體網(wǎng)訊  過去三十年間，基于液態(tài)電解質(zhì)與石墨負極的鋰離子電池為便攜式消費電子與電動汽車等產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展提供了強勁動力。為滿足市場對鋰電池能量密度、循環(huán)壽命以及安全性等日益增長的需求，基于固體電解質(zhì)的全固態(tài)鋰電池近年來吸引了大量的研究興趣與投資，并得到了迅速發(fā)展。然而，高界面阻抗是固態(tài)電池實際應(yīng)用的最大障礙，在原子尺度理解固態(tài)電池界面對電池的設(shè)計有重要指導(dǎo)意義。

開發(fā)高性能全固態(tài)鋰電池，需要在電池的充放電過程中，從原子到宏觀尺度，對電池內(nèi)部與界面的形貌、結(jié)構(gòu)、成分及化學(xué)態(tài)等的演化及其機制有深刻的理解。對不同尺度的問題，需要有足夠多可以在該尺度上提供足夠豐富信息的表征手段，其次要求不同尺度的表征信息能夠有機的結(jié)合，互相補充、互相佐證。

傳統(tǒng)電池表征技術(shù)，如掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X-射線衍射、核磁共振等，通常在電池充放電到指定狀態(tài)后，將電池拆解，然后分別提取電極或固體電解質(zhì)的部分樣品等進行分析。這一過程比較繁瑣，它也忽視了電池在拆解與樣品分離提取及表征過程中，固體電解質(zhì)與電極材料及其界面的結(jié)構(gòu)與狀態(tài)變化等，所獲得的實驗數(shù)據(jù)具有一定的不確定性和滯后性。利用傳統(tǒng)表征技術(shù)可以研究全固態(tài)鋰電池的初始狀態(tài)與最終狀態(tài)，然而對電池是如何從初始狀態(tài)逐 漸變化到最終狀態(tài)的過程細節(jié)并不清楚，阻礙了對電池機理的深入理解。

現(xiàn)代原位表征技術(shù)，通過對運行中的電池進行高時間分辨率的表征，為研究全固態(tài)鋰電池的運行機制與失效機理等提供多角度實時監(jiān)測數(shù)據(jù)分析。各種原位表征技術(shù)具有不同的時間、空間與能量分辨率，可以有針對性地選擇合適的原位表征手段對電池進行研究。例如，原位核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）通常需要一個小時完成一次掃描，空間分辨率在微米量級，而原位透射電子顯微鏡（transmission electron microscopy，TEM）最快可以不到1ms 就完成一張晶格甚至原子級分辨率的電鏡圖片拍攝，但兩者是從不同方位獲取的信息。

針對固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù)、材料、市場及產(chǎn)業(yè)等方面的問題，中國粉體網(wǎng)將在昆山舉辦第五屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會。為致力于固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)的企業(yè)，科研院校，以及電動車、儲能、特種應(yīng)用等終端企業(yè)提供信息交流的平臺，開展產(chǎn)、學(xué)、研合作，共同推動行業(yè)發(fā)展。屆時，燕山大學(xué)唐永福教授將作題為《固態(tài)電池界面的跨尺度原位研究》的報告。

專家簡介：

唐永福，燕山大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。一直以來，從事固態(tài)電池、金屬-空氣電池等儲能器件及其關(guān)鍵材料的開發(fā)及原位表征等研究。近年來，主持國家自然科學(xué)基金、教育部霍英東基金等科研項目10余項，獲得河北省自然科學(xué)獎三等獎（排名第一）、河北省“青年拔尖人才”、河北省“三三三”人才等人才項目及榮譽；以第一/通訊作者在Nat. Nanotechnol., Angew. Chem. Int. Ed.（2篇）, Adv. Mater., Energy Environ. Sci., Nano Lett.（3篇）, ACS Nano（3篇）, ACS Energy Lett.（2篇）, Adv. Funct. Mater.（3篇）, Nano Energy（2篇）等期刊發(fā)表論文70余篇；論文他引3300余次，h因子為32；申請國家發(fā)明專利15項，已授權(quán)10項。

參考來源：

戴秋實、唐永福等.石榴石固態(tài)電池界面的原子尺度結(jié)構(gòu)冷凍電鏡研究

陸敬予等.原位表征技術(shù)在全固態(tài)鋰電池中的應(yīng)用

潘弘毅等.多空間尺度下的金屬鋰負極表征技術(shù)

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡）

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