2019年12月24日，由中国粉体网联合中国颗粒学会能源颗粒材料专委会主办的“2019高比能固态电池关键材料技术研讨会暨第三届能源颗粒材料制备及应用技术高峰论坛”在江苏昆山隆重开幕！本届高峰论坛邀请到众多能源颗粒材料领域内的专家、学者、企业界代表。
固态锂电池因其在安全性和能量密度上的优势，逐渐成为未来锂电池发展的主流方向。固态电解质及相关匹配的高性能正负极材料或将成为新能源产业发展的下一个风口。为了更加深入的了解固态电池研究进展和产业化进程，中国粉体网编辑就相关问题在《对话》栏目中对南京理工大学夏晖教授进行专访。
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中国粉体网编辑：现在坐在我身边的是来自南京理工大学的夏晖教授。夏教授您好！
夏晖教授：您好！
中国粉体网编辑：微电子器对电池有什么特殊要求？当前现有的电池为什么不能满足要求？
夏晖教授：微电子器件，因其尺寸非常小，而现在我们传统的锂电池，一般很难直接集成到微电子器件上，它的制造方式跟微电子器的制造工艺也不匹配，很难满足微电子器件对电源的需要。因此，微电子器件很难直接采用现有的电池技术。比如将锂离子电池技术跟微电子器件进行集成，必须要有新的电池技术跟微电子器件匹配。
中国粉体网编辑：与普通全固态电池相比，薄膜型固态锂离子电池有何独特之处？
夏晖教授：跟普通固态锂离子电池相比，薄膜型固态锂电池的制造方式完全不同，因为传统固态锂离子电池制造的方式，如它的成型方式主要是通过挤压或烧结，而薄膜型固态锂电池的制造主要是通过真空镀膜的方式，把电池的正极、电解质还有负极以薄膜的形式沉积在基底上形成全固态的电池结构。
中国粉体网编辑：您课题组目前开发的全固态薄膜电池样品可以实现高比容量、快速充电千次以上的循环寿命。200℃以下的低温制备工艺以及-40℃～300℃宽工作温度区间是如何做到的？
夏晖教授：这里涉及到一些材料的设计，因为微电子器件对电源有特殊要求，我们做一些特殊性能的电池，主要是针对种微电子器件的需求，比如较宽的温度区间或者较低的制备温度，因为微电子器件能够耐受的温度一般在300～400℃。如果采用传统的钴酸锂和锰酸锂材料体系，其退火温度一般需要500℃甚至600℃以上的退火温度，这种制备工艺跟微电子器的工艺是不匹配的。因此我们利用一些氧化物材料，这些氧化物材料可以实现低温制备，进而我们可以把电池的处理温度能降到300℃以下，让它们能够跟微电子器件的工艺匹配。另一方面就是保证电池能够在高温下使用。为此可以采用其他负极材料来取代金属锂，因为金属锂的熔点比较低，一般在180℃，但是在一些微电子器件处理过程中，温度会超过150℃以上，金属锂负极在这种条件下是不太稳定的。在我们课题组的研究过程中，我们会研究一些其他的负极材料体系来取代金属锂作为负极，这样就可以使材料的使用温度区间得到比较有效的拓宽。比如现在我们可以做到-40℃～300℃，比较宽的温度区间，这样可以拓展未来薄膜型电池的应用领域，让它能够应用在更多的微电子器件里面。
中国粉体网编辑：您课题组在开发全固态薄膜电池的过程中遇到过哪些问题，这些问题是如何解决的？
夏晖教授：固态薄膜电池实际上还存在很多问题。比如单体电池的容量比较低，以及金属锂负极不稳定等等。我们目前也没有把里面所有的问题都解决了。我们也只是解决了一部分问题，但是后面我们还将继续努力，想把其中存在的一些问题解决。比如单体电池容量比较低的问题，我们目前采用的方式主要是通过一些三维结构的设计和一些厚膜的制备方式来提升正极薄膜厚度，提升他单体电池的容量。从未来发展趋势上来讲，我们将来也会涉及正极和电解质的复合膜，通过复合原位构建三维离子通道，使正极厚度可以得到有效的提升，而且可以发挥出它应有的性能。当然这里还存在很多的问题。我们也希望通过进一步材料方面的研究来逐步解决这些问题。
中国粉体网编辑：非常感谢夏教授接受采访。本次的采访到此结束，谢谢！
夏晖教授：谢谢。
