【會(huì)議報(bào)告】低楊氏模量氧化物固態(tài)電解質(zhì)及其固態(tài)電池

目前研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)有無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)和聚合物固態(tài)電解質(zhì)，無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)又包括氧化物系、硫化物系、鹵化物系、氫化物系。關(guān)于無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)及固態(tài)電池的研究論文很多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已被報(bào)道的無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)多達(dá)200多種。

固態(tài)電解質(zhì)是一類(lèi)離子導(dǎo)體，氧化物系離子導(dǎo)體是最早被開(kāi)發(fā)和研究的材料之一。近年來(lái)，隨著我國(guó)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，氧化物系鋰離子導(dǎo)體以其高物理化學(xué)、電化學(xué)穩(wěn)定性而被廣泛地用于固態(tài)電解質(zhì)材料，對(duì)推動(dòng)我國(guó)固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到越來(lái)越重要的作用。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)，鈉超快離子導(dǎo)體（NASICON）結(jié)構(gòu)Li_1.3Al_0.3Ti_1.7（PO₄）₃（LATP）、石榴石結(jié)構(gòu)Li₇La₃Zr₂O₁₂（LLZO）已經(jīng)有一定規(guī)模的生產(chǎn)，開(kāi)始用于固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)中，我國(guó)在氧化物系固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)上也非常活躍。

上海交通大學(xué)湯衛(wèi)平教授通過(guò)離子交換法合成了低楊氏模量的固態(tài)電解質(zhì)材料Li₃La（PO₄）₃（LLPO）。材料顯示了較高的離子電導(dǎo)率、以及物理化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，基于LLPO的全固態(tài)電池顯示了良好的充放電性能。

此前，在中國(guó)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(huì)上，湯衛(wèi)平教授首次在國(guó)際上對(duì)新型固態(tài)電解質(zhì)Li₃La（PO₄）₂（LLP）進(jìn)行了報(bào)告。

LLP可在室溫加壓下形成致密固態(tài)電解質(zhì)薄片，離子電導(dǎo)率較高，達(dá)到10^-4S/cm，對(duì)鋰穩(wěn)定性優(yōu)異；LLP基本保持了Na₃La（PO₄）₂（NLP）的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，具備低楊氏模量的特點(diǎn)，楊氏模量?jī)H為19MPa，與硫系固態(tài)電解質(zhì)相當(dāng)，LLP是第一個(gè)被發(fā)現(xiàn)的除了硫化物以外的低楊氏模量的氧化物固態(tài)電解質(zhì)材料。

對(duì)于LLP的制備，湯衛(wèi)平教授采用非惰性溶劑離子交換法，通過(guò)運(yùn)用鈉的離子導(dǎo)體與鋰離子進(jìn)行交換，從而生成鋰超離子導(dǎo)體。采用這種方法，對(duì)材料的結(jié)晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，由于鈉離子半徑較大，所以它的框架比較大，換成鋰以后，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)。

針對(duì)固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù)、材料、市場(chǎng)及產(chǎn)業(yè)等方面的問(wèn)題，中國(guó)粉體網(wǎng)將于2025年3月18-19日在安徽·蚌埠舉辦2025全固態(tài)電池技術(shù)交流大會(huì)暨第一屆干法電極技術(shù)研討會(huì)。為致力于固態(tài)電池技術(shù)開(kāi)發(fā)的企業(yè)，科研院校，以及新能源汽車(chē)、儲(chǔ)能、消費(fèi)電子等終端企業(yè)提供信息交流的平臺(tái)，開(kāi)展產(chǎn)、學(xué)、研合作，助推固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。屆時(shí)，上海交通大學(xué)湯衛(wèi)平教授將作題為《低楊氏模量氧化物固態(tài)電解質(zhì)及其固態(tài)電池》的報(bào)告。

專家簡(jiǎn)介：

湯衛(wèi)平，工學(xué)博士，國(guó)家特聘專家，上海市特聘專家，中僑聯(lián)新僑創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)杰出人才。現(xiàn)任上海交通大學(xué)教授。主要從事鋰資源提取和鋰電池研發(fā)工作。發(fā)明改良了第一代錳系鋰離子篩吸附劑，并實(shí)現(xiàn)了提鋰產(chǎn)業(yè)化；發(fā)明了新一代新型固態(tài)電解質(zhì)材料Li3Zr2Si2PO12、Li3La（PO4）2及其新型氧化物全固態(tài)鋰電池。

信息來(lái)源：

湯衛(wèi)平，王雅秋等.氧化物系鋰離子固態(tài)電解質(zhì)研究進(jìn)展

中國(guó)粉體網(wǎng)、上海交通大學(xué)等

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