中国粉体网讯 2023年9月26日，由中国粉体网旗下粉体公开课平台主办的“2023高性能固态电解质网络研讨会”成功举办！本届研讨会着重探讨目前固态电解质的研究现状和进展，来自中南大学的刘洪涛教授、上海大学的冯吴亮副研究员及上海交通大学的万佳雨副教授分享了精彩的报告。
中南大学的刘洪涛教授作题为《单锂离子导电聚合物固态电解质的设计》报告
与常见的双离子导电聚合物电解质不同，单锂离子导电聚合物（SLCP）电解质是通过引入特殊基团，将阴离子束缚固定以限制其迁移，从而实现由锂离子迁移为主的导电机制，其锂离子迁移数通常高于0.5，理论上可以达到1。高的锂离子迁移数会大幅度降低浓差极化，抑制锂枝晶的生长，提升固态电池的充放电循环性能。SLCP固态电解质既可以解决界面问题又可以解决锂枝晶问题。
首先刘洪涛教授总结了近年来SLCP固态电解质的设计策略，包含聚合物骨架型、无机骨架型和阴离子受体型。
随后刘洪涛教授列举了构建SLCP固态电解质的几种阴离子结构基团及其优缺点：
接着刘洪涛教授介绍了典型SLCP固态电解质的研发状况，并对存在的问题进行了总结：
最后刘洪涛教授对SLCP固态电解质未来的发展进行了展望：
就研讨会中提出的问题，刘洪涛教授作出回答
1.刚才在报告中您说固态电池具有高的安全性，为什么实际上固态电池也会存在安全性问题呢？
答：安全性是相对普通锂离子电池来说，常见的锂离子电池一般是用的有机溶剂电解质，具有可燃性，在使用过程中，电解质燃烧后会由液态变为气态，体积发生膨胀，从而发生爆炸；固态电池的电解质具有不可燃性，固态电解质在刺穿电池后会导致电池失效，并不会发生其他安全性问题。
2.目前全球固态电池处于高速研发阶段，您觉得使用单锂离子导电聚合物固态电解质的固态电池，在未来逐步取代传统液态电池的可能性高吗？
答：单锂离子导电聚合物固态电解质成本比较高，10年之内应用到固态电池的可能性不高，并且目前其电导率还未达到应用要求，需要继续进行研发。
上海大学的冯吴亮副研究员作题为《高力-化-电-热稳定性固体电解质的研究与应用》报告
界面稳定性既是固态电池的核心基础科学问题，亦是重要的技术及工程问题。通过制备高力学、化学、电化学以及热稳定性的固体电解质以稳定界面体系，是实现固态电池成功应用的关键。
冯吴亮副研究员首先从器件角度入手，深入探讨上述四类稳定性的决定因素，及其相互作用的基本规律，为固态电池基础科学问题研究提出新见解。
从材料角度入手，冯吴亮副研究员探讨了固态电池的主要技术及工程问题，为固态电池的产业化提供新思路。
就研讨会中提出的问题，冯吴亮副研究员作出回答
1.您认为哪种电解质最有可能在工业上大规模量产？
答：2030年以前固液混合电解质为主，单纯的聚合物电解质无法实现量产，未来硫化物固态电解质中的LBS固态电解质和氧硫固态电解质可能实现量产。
上海交通大学的万佳雨副教授作题为《面向高性能全固态电池的新型固态电解质的设计与合成》报告
全固态锂金属电池可通过使用不燃的固态电解质替代易燃的有机电解液、以及高能量密度的锂金属负极来解决电池安全问题，有望进一步提高锂电池的能量密度。然而，为避免电池短路，文献中大多数的固态电解质厚度大于100微米，导致电池能量密度偏低。此外，复合基的固态电解质通常仍易燃，导致基于此的固态电池安全问题仍未解决。
万佳雨副教授从能量密集型电池用超薄固态电解质的设计与制备和高性能电池用新型固态电解质的设计与合成两个方面做出了探讨。
万佳雨副教授首先介绍了能量密集型电池用超薄固态电解质的设计与制备。
超薄聚合物复合材料固态电解质
超薄可扩展复合固态电解质
超薄、可扩展、阻燃复合固态电解质
3D Li与超薄固态电解质
通过新型固态电解质材料、结构、和界面的研究，展示厚度可低至5微米，且具有热稳定性、不易燃性和高机械强度，抵抗锂枝晶刺穿效果好。
万佳雨副教授接着介绍了高性能电池用新型固态电解质的设计与合成。
宽电化学稳定窗口、高临界电导密度的LBS固态电解质
NASICON结构固态电解质的超快合成
超快电池阴极回收
最后万佳雨副教授做了总结，表示将通过机器学习和超快合成、实现超薄型固体电解质的必要性和指导原则、对锂金属进行三维设计等手段，加速新型高性能固态电解质的研发，做出全新的锂金属电池。
就研讨会中提出的问题，万佳雨副教授作出回答
1.您认为未来锂电池固态电解质的重点研究方向在哪方面？
答：超高离子电导率、高化学稳定性等。
2.电解质本身离子电导率还有界面相容性哪一个方面对固态电池性能的影响程度更大呢？
都很重要，界面相容性包括化学稳定性、电化学稳定性、机械稳定性等，若电解质离子电导率高但是界面相容性差，那么此电解质同样不能使用。
