【會議報告】低楊氏模量氧化物固態(tài)電解質及其固態(tài)電池

目前研發(fā)的固態(tài)電解質有無機固態(tài)電解質和聚合物固態(tài)電解質，無機固態(tài)電解質又包括氧化物系、硫化物系、鹵化物系、氫化物系。關于無機固態(tài)電解質及固態(tài)電池的研究論文很多，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前已被報道的無機固態(tài)電解質多達200多種。

固態(tài)電解質是一類離子導體，氧化物系離子導體是最早被開發(fā)和研究的材料之一。近年來，隨著我國固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，氧化物系鋰離子導體以其高物理化學、電化學穩(wěn)定性而被廣泛地用于固態(tài)電解質材料，對推動我國固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到越來越重要的作用。據(jù)行業(yè)統(tǒng)計，鈉超快離子導體（NASICON）結構Li_1.3Al_0.3Ti_1.7（PO₄）₃（LATP）、石榴石結構Li₇La₃Zr₂O₁₂（LLZO）已經(jīng)有一定規(guī)模的生產(chǎn)，開始用于固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)中，我國在氧化物系固態(tài)電解質的研發(fā)上也非常活躍。

上海交通大學湯衛(wèi)平教授通過離子交換法合成了低楊氏模量的固態(tài)電解質材料Li₃La（PO₄）₃（LLPO）。材料顯示了較高的離子電導率、以及物理化學和電化學穩(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，在中國粉體網(wǎng)主辦的第四屆高比能固態(tài)電池關鍵材料技術大會上，湯衛(wèi)平教授首次在國際上對新型固態(tài)電解質Li₃La（PO₄）₂（LLP）進行了報告。

LLP可在室溫加壓下形成致密固態(tài)電解質薄片，離子電導率較高，達到10^-4S/cm，對鋰穩(wěn)定性優(yōu)異；LLP基本保持了Na₃La（PO₄）₂（NLP）的結晶結構，具備低楊氏模量的特點，楊氏模量僅為19MPa，與硫系固態(tài)電解質相當，LLP是第一個被發(fā)現(xiàn)的除了硫化物以外的低楊氏模量的氧化物固態(tài)電解質材料。

對于LLP的制備，湯衛(wèi)平教授采用非惰性溶劑離子交換法，通過運用鈉的離子導體與鋰離子進行交換，從而生成鋰超離子導體。采用這種方法，對材料的結晶結構進行調(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，從而實現(xiàn)比較小的離子在框架之內(nèi)快速傳導。

針對固態(tài)電池相關的技術、材料、市場及產(chǎn)業(yè)等方面的問題，中國粉體網(wǎng)將于2025年3月18-19日在安徽·蚌埠舉辦2025全固態(tài)電池技術交流大會暨第一屆干法電極技術研討會。為致力于固態(tài)電池技術開發(fā)的企業(yè)，科研院校，以及新能源汽車、儲能、消費電子等終端企業(yè)提供信息交流的平臺，開展產(chǎn)、學、研合作，助推固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。屆時，上海交通大學湯衛(wèi)平教授將作題為《低楊氏模量氧化物固態(tài)電解質及其固態(tài)電池》的報告。

專家簡介：

湯衛(wèi)平，工學博士，國家特聘專家，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)電解質材料Li3Zr2Si2PO12、Li3La（PO4）2及其新型氧化物全固態(tài)鋰電池。

信息來源：

湯衛(wèi)平，王雅秋等.氧化物系鋰離子固態(tài)電解質研究進展

中國粉體網(wǎng)、上海交通大學等

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