新型均質化硫化物全固態電池正極材料

全固態電池因其安全性和能量密度優勢是下一代電池發展的大趨勢。電導率高、機械性能優的硫化物電解質被廣泛用于全固態電池。然而，硫化物電解質與電極的界面相容性差，由此導致的界面（電）化學-機械失效嚴重阻礙了載流子的跨界面輸運，從而限制了硫化物基全固態電池的電化學性能發揮。

為獲得高性能的硫化物基全固態電池，崔光磊研究員團隊探究了電池的失效機理：通過X射線斷層成像技術直觀分析了電極在脫嵌鋰過程中對電解質層施加應力、應變致其失效，同時發現鋰在正負極中的不均勻沉積-溶解加速了電池失效；通過原位掃描透射電鏡差分相襯成像技術觀察到電荷在電極相/電解質相界面的聚集——空間電荷層的存在以及鋰離子在電極、電解質顆粒表面的富集。據此提出解決策略：基于“剛柔并濟”和“三相滲流”設計理念并結合原位聚合技術，構筑一體化電極/電解質固固界面，解決了電池在循環過程中的機械失效問題；通過一種自組織異質納米疇的策略，顯著提高了電解質相的離子電導率，避免了鋰離子在顆粒表面的富集；通過在電極活性材料表面包覆功能層，緩解了空間電荷層效應的同時抑制了電極/電解質界面反應和接觸失效；通過創制兼具高電子和離子電導率及零應變的正極材料，構筑了不含導電助劑的均質正極，排除了電極內界面反應。基于上述解決策略及所開發的干法或濕法成膜工藝，制備的硫化物基全固態電池展現出高比能、長壽命、寬溫區的優異性能。

研究團隊解決了硫化物全固態電池疊層工藝的行業痛點及瓶頸問題，打通了硫化物全固態電池大型車載電池制作工藝的最后一道難關，在硫化物軟包電池疊片技術上取得關鍵性突破。目前正在與上下游產業方合作，加速技術的研發和驗證過程，力爭率先實現硫化物全固態電池批量化生產。

針對固態電池相關的技術、材料、市場及產業等方面的問題，中國粉體網將于2024年9月5-6日在常州舉辦第六屆高比能固態電池關鍵材料技術大會。為致力于固態電池技術開發的企業，科研院校，以及電動車、儲能、特種應用等終端企業提供信息交流的平臺，開展產、學、研合作，共同推動行業發展。屆時，來自中國科學院青島生物能源與過程研究所的崔光磊研究員將作題為《新型均質化硫化物全固態電池正極材料》的報告。

專家簡介：

崔光磊，研究員，博士生導師，國家新能源汽車專項高比能固態鋰電池技術項目首席科學家，國家深海和極地關鍵技術與裝備專項超高比能固態鋰電池項目首席科學家、中科院戰略性先導性科技專項A類項目深海智能技術副總師、國家“萬人計劃”，科技部中青年科技創新領軍人才，國家杰出青年科學基金獲得者，國務院特殊津貼專家。曾獲得中科院“百人計劃”終期評估“優秀”、山東省技術發明一等獎、山東省自然科學一等獎、青島市自然科學一等獎、青島市科技進步（顛覆性技術探索類）一等獎等獎項。2005年于中國科學院化學所獲得有機化學博士學位，2005年9月至2009年先后在德國馬普協會高分子所和固態所從事博士后研究。2009年2月以中科院百人計劃研究員到中科院青島生物能源與過程所工作，現任深海電源系統山東省工程研究中心主任，先進儲能技術研究室主任，青島儲能產業技術研究院執行院長、中科豐元高性能鋰電池材料研究院執行院長，國際聚合物電解質委員會理事、中國造船工程學會第一屆深海裝備技術學術委員會委員、國際儲能與創新聯盟理事、中國硅酸鹽學會固態離子學分會理事、中國化學會電化學專業委員會委員、中國化學會有機固體專業委員會委員、中國化學會能源化學專業委員會委員、Macromolecular Chemistry and Physics國際咨詢委員會委員、Battery Energy期刊副主編等。近幾年主要從事高比能固態電池關鍵材料和系統研發、深海特種電源開發應用及固態光電轉換器件的研究工作。先后在能源材料、化學、器件等方面的國際權威雜志Nat. Energy、Nat. Sustain.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Environ. Energy Science、J. Am. Chem. Soc.等發表文章400多篇，他引30000多次。2022年、2023年被評為科睿唯安“全球高被引科學家”（交叉領域）。

注：圖片非商業用途，存在侵權告知刪除！

本文地址：http://www.asdesk.cn/news/details2392.html