【会议报告】高纯硫化锂纳米粉体材料的产业化

电解质作为电池的重要组成部分，在正、负极之间起着传输离子的作用，选择合适的电解质是提高电池功率密度、能量密度、循环寿命，降低电池内阻，并保证其安全性的关键所在。锂离子电池的电解质一般包括液体电解质和固态电解质。目前，商业化的锂硫电池主要采用有机液态电解质作为输导锂的介质，但有机液态电解质自身具有挥发性和可燃性，从而在电池充放电的过程中存在着安全隐患。

在组装成电池时，固态电解质可取代电解液和隔膜，简化电池结构同时降低成本。采用固态电解质时，电池工作温度范围宽、工作电压高、具有更高的能量密度。固态电解质材料在取代电解液进行传输导锂的过程中能够起到抑制锂枝晶生长防止正负极短路的作用。同时固态电解质化学稳定性和电化学稳定性好、能够降低电池的自放电现象、降低电解质的分解程度、 提升电池的循环寿命。

固态电解质主要包括氧化物固态电解质和硫化物固态电解质。硫化物固态电解质是由氧化物固态电解质衍生出来的，氧化物机体中氧元素被硫元素取代，形成了硫化物固态电解质。由于硫元素的电负性比氧元素要小，对锂离子的束缚要小，有利于得到更多自由移动的锂离子。同时，硫元素的半径比氧元素要大，当硫元素取代氧元素的位置，可引起电解质晶型结构的扩展，能够形成较大的离子传输通道，利于锂离子的传输。所以，硫化物固态电解质具有较好的电导率，室温下约为10⁻³～10⁻⁴ S/cm。

硫化物固态电解质主要包括Li₂S-P₂S₅等二元硫化物和 Li₂S-MeS₂-P₂S₅三元硫化物。无论哪种硫化物固态电解质，Li₂S都是其不可或缺的前驱体。然而目前生产商用Li₂S的方法（颗粒大，纯度低）无法达到作为硫化物固态电解质前驱体的硫化锂的使用标准，并且受到全球对最终碳中和的追求的启发，不断增加的研发投资显示出在未来实现实用基于硫化物固态电解质的的全固态电池具有数十亿美元的市场潜力，最终每年将需要数千吨电池级Li₂S，目前的商业化手段无法满足实现这一宏伟蓝图的需要。

基于此，珠海栩辰科技有限公司董事长邢震宇提出了一种能作为高导电性的硫化物固态电解质前驱体的硫化锂纳米粉体的制备方法，并希望对其进行商业化生产。该方法通过固相反应可以得到纯度高达99.9%的硫化锂纳米粉体，并且工艺流程简单，成本低，利润极高，制备出的硫化锂颗粒尺寸小纯度高，与目前商业化硫化锂制备方法相比有很大的优势与发展空间。

针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题，中国粉体网将于2024年9月5-6日在常州举办第六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，珠海栩辰科技有限公司董事长/华南师范大学研究员邢震宇将作题为《高纯硫化锂纳米粉体材料的产业化》的报告，并对硫化物固态电解质前驱体的硫化锂纳米粉体项目的商业化生产展开介绍。

专家简介：

邢震宇，珠海栩辰科技有限公司董事长，华南师范大学研究员。广东省杰出青年基金获得者，香江学者获得者。于2016年在美国俄勒冈州立大学取得化学博士学位，于2017年在加拿大滑铁卢大学陈忠伟院士课题组从事博士后研究。担任广东侨界青年联合会第四届委员会委员、中国化工学会化工新材料专业委员会委员和广东省材料研究学会青年工作委员会委员。此外，还担任国家自然科学基金通讯评审专家，广东省自然科学基金通讯评审专家和会议评审专家。同时担任材料研究与应用的副主任编委。以第一作者/通讯作者在Nature Energy、Advanced Materials、ACS Energy Letter、SusMat、Nano Energy、Energy Storage Materials、Small Methods、Chemical Engineering Journal等国际权威期刊上发表SCI论文27篇。在产业化方面，申请10项专利，授权5项，转让5项。

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