2023百人会|崔光磊:硫化物全固态锂电池方面所做的工作
2023年3月31日- 4月2日,2023中国电动汽车百人会论坛在北京钓鱼台国宾馆举行。本次论坛将围绕“推进中国汽车产业现代化”主题,邀请各路代表,围绕全球汽车产业发展形势、新能源汽车高质量发展路径、中国智能网联汽车发展战略等多个话题展开讨论。
在3月31日进行的第三届双智论坛上,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员 崔光磊发表了主题为“硫化物全固态锂电池方面所做的工作”的演讲,以下是内容摘要:
中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员 崔光磊
尊敬的各位院士,各位嘉宾,大家中午好!今天给大家汇报一下我们在硫化物全固态锂电池方面所做的工作。
我们研究院主要从事固态电解质的研究工作,开发了一些高品质固态电池,2017年1月到3月份,我们开发的固态电池,实现了全海深的应用示范。2018年进行了26天的可靠性验证。2020年11月13号,我们开发的固态电池,成功保障“沧海”与“奋斗者”的万米深海作业。
今天因为时间关系,我就很快过一下,已经拖了很长时间了。
这个调研报告,横轴是执行度,纵轴是技术的成熟度。这是目前唯一大规模产业示范的技术路线,因为时间关系,这个就不讲了。
对全固态电池来讲,牵扯很复杂的电-化-力耦合失效的问题。另外,对锂金属电池来讲,也是非常清晰的,可以直观的看到锂金属的变化,也看到了固态电池中间的裂纹。
要解决这些问题,我们提出刚柔并举的方案。所谓的刚柔并举,就是通过材料体制创新构建这样一个离子快速传输的体系。如果通过材料体系创新,就可以把硫化物电解质跟聚合物进行有机的复合,就可以得到综合性的比较优异的固态电池。
我本人也是高分子专业的背景,在聚合物电解质方面做了大量的工作,我们要开发一些新型的来满足锂金属电池的需要。
这是富锂锰基的材料体系,刚才也提了,很高的容量,这里最大的问题是复合以后,容量发挥得很低,一方面存在着纳米的分层现象。还有是电解质跟界面相互传输问题,怎么解决这个问题?我们可以通过构造铁电来提高界面的传输能力,此外,也可以通过构建双向缓冲层,兼顾界面稳定性和离子传输性能。我们通过这样的处理,就可以发现在全固态电池中,耦合性可以大大得到抑制。要开发一个真正的全固态电池,主要提供一个原位聚合的思路,实现固态电池的开发,这是我们自己设计的一款通过单体材料的创新,让它们完全聚合。我们还开发了单离子聚合物电解质固态化,从113度提高到185度。我们开发了一款材料体系,实现了综合性能的提升。
因为时间快到了,最后小结一下,高性能硫化物固态电池的构建,解决了界面相容性与锂传输的问题。谢谢大家的聆听,请大家批评指正,谢谢大家!
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