【会议报告】固体陶瓷电解质及导体涂层隔膜研发体系的构建

传统液态锂电池存在自燃、爆炸安全隐患；能量密度低，续航不足；以及封装复杂，柔性较弱等瓶颈问题。固态电池能够解决现有液态锂电池的技术瓶颈。从产业政策上，发展全固态电池已上升为国家战略。作为固态电池核心关键材料，陶瓷电解质及衍生的导体隔膜已成为电池行业急需。

陶瓷电解质概述

陶瓷电解质也就是无机固体电解质（ISEs），包括晶体、偏晶（玻璃-陶瓷）和无定形玻璃，具有传导锂离子的能力。ISEs在固体电解质中展示了最高的热稳定性和离子电导率。它们被分为氧化物和硫化物，但氢化物型材料和卤化物型材料的研究较少。

氧化物电解质包括NASICON、LISICON、钙钛矿、石榴石和LiPON。NASICON型化合物如Na1+xZr2P3-xSixO12和Li1+xMxTi2-x(PO4)3（M = Al，Cr，Ga，Ge，Sc，In，Lu，Y或La）展现出高离子电导率，宽电化学稳定窗口（ESW）。LISICON型电解质如Li2+2x Zn1-x XO4（X = Al、S、Si、Ge、Ti和P）通常在室温下表现出较低的离子电导率，但是空气中比较稳定。钙钛矿型固体电解质中，Li3xLa2/3-xTiO3（LLTO）具有高离子电导率和锂稳定性，而Li7La3Zr2O12（LLZO）表现出高离子电导率和氧化稳定性。LiPON作为电解质在与金属锂接触时表现出高稳定性。

硫化物固体电解质如Li10GeP2S12和Li3PS4展示出高离子导率和稳定性，但对湿度和高压氧化物阴极敏感。

卤化物固体电解质在最近得到更多关注，但稳定性仍是主要问题。

氢化物固体电解质具有较低的离子电导率，需要在高温下运行。

小结

固体电解质作为锂离子电池的关键材料之一，具有将电池正极与负极隔开的作用，起到电子绝缘性和离子导电性。其导通锂离子能力影响着锂离子电池的整体性能，其隔离正负极作用使电池在过充或温度急剧升高的情况下能够防止电流快速升高，防止电池内部短路，从而避免起火爆炸。因此，陶瓷电解质及导体隔膜产品对解决当前锂离子电池的安全问题和提升电池的电化学性能具有重要的意义。大规模化生产固体陶瓷电解质及其衍生的锂电池功能性涂层隔膜能满足当前电池行业发展需求，具有广大的市场应用前景，其产业化已迫在眉睫。

针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题，中国粉体网将在昆山举办第五届高比能固态电池关键材料技术大会。为致力于固态电池技术开发的企业，科研院校，以及电动车、储能、特种应用等终端企业提供信息交流的平台，开展产、学、研合作，共同推动行业发展。届时，武汉睿意新材料科技有限公司董事长、华中科技大学材料科学与工程学院教授朱文将作题为《固体陶瓷电解质及导体涂层隔膜研发体系的构建》的报告。报告主讲人将对其公司固体陶瓷电解质及导体涂层隔膜研发体系的构建展开介绍。

专家简介：

朱文，华中科技大学材料科学与工程学院教授，博士生导师。华中科技大学“华中学者”获得者，可再生能源材料研究团队学术带头人。欧盟第七框架协议“玛丽-居里”学者（一类）。英国诺丁汉大学principal研究员，美国加州大学伯克利分校访问学者，美国电化学学会会士、美国纳米协会会士。团队先后承担了国家、省部级科研课题30余项。近年来在国际著名学术期刊上发表SCI论文200余篇。多篇论文被国内外权威期刊作为封面宣传报道（包括JACS、Sci. Technol. Rev等），入选年度Top 20文章，并排名第一。国际著名SCI学术期刊评审专家、仲裁评审专家；包括JACS、Adv. Mater.、ACS Nano、Adv. Funct. Mater.、Chem. Mater.、 Nano letters等，并被美国知名出版社ACS Publications颁发优秀论文评定资格证书。

参考来源：

1. Trang Thi Vu,et al.Hybrid electrolytes for solid-state lithium batteries: Challenges, progress, and proSPEscts,Energy Storage Materials,2023,102876,ISSN 2405-8297.

2. 康乐等.锂离子电池陶瓷隔膜材料研究进展

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