2024固態電池產業生態圈企業家峰會現場
電池百人會-電池網6月28日訊（常青 林音 江蘇蘇州 圖文直播）6月28日，固態電池行業盛會——2024固態電池產業生態圈企業家峰會在蘇州相城舉行。本屆論壇由中關村新型電池技術創新聯盟、電池百人會、蘇州市新時代工商管理企業家聯合會新能源專委會主辦，本次盛會匯聚全球產學研金用等各界力量，圍繞“新技術 新賽道 新力量”這一主題掀起頭腦風暴，共同探討固態電池技術的最新進展、面臨的挑戰、解決方案及未來的發展趨勢，推動其商業化進程，搭建起深度溝通、合作的橋梁和紐帶。
中南大學化學電源與材料研究所副所長劉洪濤
28日上午，中南大學化學電源與材料研究所副所長劉洪濤在論壇上做了題為《聚合物基固態電解質的設計及其性能調控》的主題演講，分享了聚合物基固態電解質的設計策略等，電池網摘選了其部分精彩觀點，以饗讀者：
隨著電池技術不斷向高能量密度方向發展，電池安全性問題越來越突出。為了降低有機溶劑分解以及隔膜失效引起的短路和熱失控，無溶劑固態電解質被認為是一種潛在的選擇。
“從機制上，本質上走出新路徑，實現彎道超車。”劉洪濤介紹，無機電解質和聚合物電解質都有各自顯著的優點和致命的缺陷，導致商業化應用舉步維艱。通過取長補短、協同復合，以聚合物為主，無機為輔，有望解決在LMB應用中的關鍵瓶頸問題。
聚合物固態電解質做固態電池有什么好處？劉洪濤講道，它的工藝跟傳統鋰電池的涂布工藝非常接近，原來的設備有現成的，稍微改一下就能用。從這個角度說，基于聚合物來提升電解質，對日后產業化具有積極意義。
從聚合物基固態電解質設計策略角度來說，要從其組份材料分別考慮。聚合物基固態電解質由聚合物基體+鋰鹽+填料構成。聚合物基體主要起支撐和導鋰作用；鋰鹽主要提供導電鋰離子；填料用于改善電解質膜強度、增強聚合物導鋰能力。
聚合物基體的選擇除了導鋰結構單元，還要考慮玻璃轉化溫度低于實際應用溫度。劉洪濤提到，“對于大部分企業來說，出于成本考量，只需要選擇常用的PEO、PVDF-HFP等就夠用”。在鋰鹽的選擇策略方面，“實際上在新型鋰鹽尚未產業化前，常用的LiTFSI和LiPF6都是可以使用的”。“最重要的是填料的選擇”，劉洪濤說，“填料就像做菜時的佐料，少而精，卻能使菜呈現不同的囗味和品質”。
無機填料和有機聚合物怎么復合好，就像佐料怎么進味，不多也不少，這是非常難的事情。通常情況下無機氧化物顆粒與聚合物材料不相容，那么復合物就成了不均勻的混合物了，各方面性能就會很差。劉洪濤介紹，“我們提出無機氧化物納米團簇策略，既解決了無機氧化物與聚合物的相容性問題，也提升了聚合物導鋰性能和機械強度。”
采用的無機氧化物團簇位于納米和亞納米尺度，具有確定的原子組成和明晰的幾何結構，能通過內部原子或表面配體進行功能調控；同時，還可以通過團簇多級結構的組裝，構筑具有整體功能性的分級結構材料。實測所得固態電解質在磷酸鐵鋰和高鎳三元正極都具備潛在應用價值。
另外，我們在單鋰離子導電聚合物電解質方面做了些工作。從本質上講，這種電解質既有柔韌性，又是單鋰離子導電，是完美的不存在界面相容性和鋰枝晶生長問題的材料。我們測試的結果也非常穩定，但目前制備成本需要通過批量化工程來解決。這是一種可能實現彎道超車的材料。在前沿材料中，我們團隊還研發了聚胺酯類，離子塑晶類固態電解質，都極具發展潛質。以后抽時間可以跟大家再深入交流。
（以上觀點根據論壇現場速記整理，未經發言者本人審閱。）
電池網微信
