【原创】硫化物电解质助力固态电池快充新体验——访安徽大学朱凌云教授


来源:中国粉体网   留白

[导读]  本期为您带来的是中国粉体网对安徽大学朱凌云教授的专访。

中国粉体网讯  2025年3月18日到19日,由中国粉体网主办的2025全固态电池技术交流大会暨第一届干法电极技术研讨会在安徽蚌埠隆重召开,会议期间,我们邀请到了业内专家、学者,优秀企业家代表做客对话栏目,进行访谈交流。本期为您分享的是中国粉体网对安徽大学朱凌云教授的专访。

 

 

安徽大学 朱凌云 教授

 

中国粉体网:朱教授您好,首先请您简单介绍一下您和您团队的主要科研方向及技术成果。

 

朱教授:目前,我们安徽大学材料学院设立了全固态电池实验室,研究方向聚焦于固态电解质,涵盖硫化物固态电解质、卤化物固态电解质以及凝胶态电解质。近三年来,针对硫化物电解质,我们同步开展从基础配方,到高空气稳定性配方、高离子传导率配方及其产业化技术的研究。现阶段的团队中有3位博士、6位硕士投身于硫化物电解质的研究工作。而凝胶电解质研究,是我入职安徽大学后开辟的新方向,在新型电解质设计和凝胶化技术方面,我们取得了创新性成果,已投稿两篇相关研究论文,目前正处于审查阶段。未来,安徽大学在新型电解质合成领域,有望产出具有一定影响力的成果。

 

中国粉体网:朱教授,硫化物电解质薄膜的制备技术难点是什么?

 

朱教授:若要实现全固态电池的产业化,硫化物电解质薄膜的制备至关重要。早期国外研究多采用液态涂布法,对硫化物电解质薄膜进行成型、干燥与生产。然而,在使用溶剂涂布时,难以寻觅一种合适的低极性溶剂,既能溶解连接剂,又不降低硫化物电解质的性能,这是工业化制备电解质薄膜的一大难题。因此最近的研究方向逐渐转向干法制膜。普通干法制膜采用聚四氟乙烯(PTFE)作为粘接剂材料,但PTFE与金属锂的稳定性欠佳,需要对其进行改性,现在这是从事全固态电池尤其是电解质薄膜研究技术人员面临的首要难题。

 

中国粉体网:朱教授,传统锂电池容易起火,硫化物全固态电池是如何通过材料设计解决这个问题的?

 

朱教授:事实上,传统锂电池并非极易起火。其起火的主要原因,在于人们尚未完全明晰电池的起火机理。我认为多数情况可能与金属锂枝晶的析出引发副反应有关,这些副反应会生成易燃成分,电池破损泄漏进而导致起火可能是发生火灾的最大原因。不过,随着技术的不断进步,传统液态电池的防火性能还会得到进一步的提升。硫化物全固态电池同样面临枝晶问题,已有的研究表明硫化物电解质可以在一定温度下具有不可燃烧的特性,但是在电化学反应过程中全固态电池的负极或硫化物晶界表面仍会产生枝晶,这些枝晶可能引发硫化物电解质表面的还原或氧化反应,带来火灾隐患。不过,随着研究的持续推进,预计该问题将在短期内得到解决。

 

中国粉体网:朱教授,硫化物固态电解质相比于其他路线有哪些优点?

 

朱教授:硫化物固态电解质最大的优势在于,其离子传导率可与液态电解液相媲美,能够实现高倍率充放电。举例来说,人们都追求便捷的生活体验,希望能在十分钟内充满电池,这也正是我们的研究目标。目前,我们的实验电池研究已验证出采用硫化物电解质制备的全固态电池,能够在10分钟内充满,可实现6C甚至更快的充放电速度,这将极大地改善电池的使用体验。以手机为例,若采用硫化物全固态电池,或许就不再需要充电宝。相较于高分子、氧化物和卤化物电解质,硫化物电解质的基础研究更为成熟,这得益于硫化物电解质本征较高的离子传导率,而使其更受研究人员关注,业已积累了丰富的研究成果。因此在现阶段,硫化物电解质全固态电池在电动汽车领域的应用潜力更大,拥有更为广阔的发展前景。

 

中国粉体网:朱教授,您认为距离固态电池真正规模化量产还有多久?我们还需要做哪些努力?

朱教授:使用硫化物电解质制备全固态电池,目前在工艺装备等方面仍存在诸多问题。但倘若暂时不追求更高的能量密度,采用石墨负极或低硅含量硅碳负极作为第一步来制备全固态电池,则多家电池企业今年都有望实现全固态电池的下线,并推出20Ah或60Ah的产品。

 

中国粉体网:感谢朱教授接受我们的采访。

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