中国粉体网讯 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》栏目中对北京理工大学陈人杰教授进行专访。
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中国粉体网编辑：现在坐在我身边的是来自北京理工大学的陈人杰教授。陈教授，您好！
陈人杰教授：您好！
中国粉体网编辑：传统液态电解质锂电池有哪些问题？
陈人杰教授：传统的锂离子电池主要采用如碳酸酯类有机溶剂的电解质材料，主要存在的问题是易燃、易挥发。由于其自身稳定性较差，因此会导致锂电池安全故障的进一步恶化，造成严重的安全事故。但是目前移动设备，如手机锂离子电池，它们的安全性已经得到了很好的提升。虽然采用的仍是碳酸酯有机溶剂，但通过加入一些功能添加剂或阻燃剂，可以有效地提升电池的安全性能。之所以大家比较关注锂离子电池的安全性，是因为如今我们把电池做的越来越大，其应用场景也越来越多，特别是在新能源汽车与大规模储能领域。随着电池容量的增大与动力电池的应用，相关锂电池发生安全事故的概率也在变大，如何对液态电解质进行改良与优化便成为当前最关注的问题之一。
中国粉体网编辑：那么相较于锂离子液态电解质电池，固态电池有哪些优点呢？
陈人杰教授：固态电池主要还是通过固态电解质的研发和应用来实现，相较于液态电池来说，固态电池的优点主要有两个方面：第一，它不使用采用易燃易挥发有机溶剂的液态电解质，因此其安全性得到了很好的提升。第二，因为电解质的固态化，我们可以去构筑异构电池，或者柔性电池。由此我们可以对电池形状及外结构等方面做进一步改良。
中国粉体网编辑：您认为当前固态锂电池主要有哪些技术路线？
陈人杰教授：目前固态锂电池主要的技术路线是基于固态电解质材料，主要分成三个类别。第一类别，有机固态电解质，主要是以各种各样的聚合物电解质材料为代表。第二个，无机固态电解质材料，包括氧化物，氮化物，硫化物。第三类就是无机有机复合的固态电解质材料。
中国粉体网编辑：固态锂电池的研发中存在哪些问题？
陈人杰教授：目前，从基础研究角度来说，需要我们对电解质材料做很好的创新。不光要提升它的如室温电导率等基本电化学性能，还要考虑它和电极材料的匹配性能，虽然一些固态电解质材料自身的物化性能不错，但是和正极材料、负极材料间的相容性很差，这些问题包括化学稳定性、电化学稳定性等都需要系统的研究与评价。此外，因为电解质实现固态化，就要考虑它的机械性能和力学特征，这也是保证它将来在固态电池中有效应用的关键指标。
中国粉体网编辑：那么如何解决固态电池研发过程中所遇到的些问题呢？
陈人杰教授：解决这些问题，需要我们对电解质材料做很好的创新。目前研究比较热的材料，比如聚合物电解质材料，需要通过添加剂等方法对其成分、骨架和链段进行优化。对于无机固态电解质材料，需要提升它的自身稳定性，并对其组分进行优化改良。此外，要解决前面我提到的电解质材料与电极材料的匹配问题，特别需要对电池的界面性能进行深入的研究，这是保证固态电池电化学体系稳定运行的关键。因此，我们在设计固态电池的结构中要考虑界面稳定性，探索如何设计特定骨架结构来优化界面膜，实现稳定的固态电池体系构筑。
中国粉体网编辑：您预计固态电池还需要多久才能大规模普及？
陈人杰教授：首先我们要明确一个概念，对于大规模普及，应从应用侧进行分析，我们必须实现固态电池整体性能的提升并找到适合固态电池体系的应用市场。从目前来看，因为固态电池的种类很多，性能也存在一定的差异，首先要求我们梳理不同种类固态电池面向的应用场景，应该选择基于哪一类固态电解质而构筑的固态电池更适用。不同的固态电解质，其技术成熟度不一样，比如聚合物固态电解质，目前已经有商业化应用，其未来走向应用普及，要比无机固态电解质材料更快一些。所以，不同类型的固态电池都存在其发展时间轴，对一些体系来说，三到五年就能走到实用化，但是能不能走到大规模应用，还取决于能不能满足于实际产品的性能要求。针对电导率更优的硫化物电解质材料，目前还需要针对其稳定性等技术难题进行系统深入的研究，不断推动该技术走向成熟。此外，固态电池还要解决的关键是金属锂负极，相关研究同样需要做大量创新工作，也需要更多时间去推进。
中国粉体网编辑：非常感谢陈教授接受我们的采访。本次采访到此结束，谢谢！
陈人杰教授：谢谢！
（中国粉体网编辑整理/江岸）
