中國粉體網(wǎng)訊  2019年12月24日，“2019高比能固態(tài)電池關鍵材料技術研討會暨第三屆能源顆粒材料制備及應用技術高峰論壇”在江蘇昆山皇冠國際會展酒店盛大開幕。在本次論壇現(xiàn)場，中國粉體網(wǎng)記者有幸采訪到北京科技大學連芳教授就固態(tài)電池的安全性能及能量密度提升等問題進行了“對話”。

連芳教授

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中國粉體網(wǎng)編輯：現(xiàn)在坐在我身邊的是來自北京科技大學的連芳教授，連教授您好。

連芳教授：你好。

中國粉體網(wǎng)編輯：在現(xiàn)有條件下去突破電池的能量、安全瓶頸，為什么一定會是固態(tài)電池？研究進一步提高鋰離子電池的性能不行嗎？

連芳教授：這是兩條技術路徑。實際上，科技工作者一直在努力提升傳統(tǒng)鋰離子電池的性能，研究如何把它的能量密度及安全性提高；這一條技術路徑，我們一直在堅持做。在發(fā)展這條技術路徑的同時，我們選擇了固態(tài)電池，把造成安全性隱患的一些液態(tài)的電解液替換掉，把一些有機的、燃點和閃點很低的溶劑從電池的體系里面去除掉，由液態(tài)轉變?yōu)楣虘B(tài)體系，進而可以顛覆性地提升電池體系的安全性及能量密度。但是，目前在固態(tài)電池的這一發(fā)展路徑上還有許多技術難關需要攻克。

中國粉體網(wǎng)編輯：固態(tài)電池的正極材料與普通鋰離子電池的正極材料之間有什么區(qū)別？制備過程中要注意什么？

連芳教授：這個話題也是我們研究小組專心在做的事情。在液態(tài)電解液的組成體系里，具有流動性的液體可以通過多孔電極的孔隙滲透到電極中，浸潤活性材料顆粒，從而構建了離子傳導的通道。但是，如果置換成固態(tài)電解質體系，因為它沒有流動性，所以正極中就沒有連續(xù)的離子遷移通道，所以在固態(tài)電池的正極中必須要構建離子遷移的通道。而且，與采用液態(tài)電解液質的電池體系相同，電極中除了需要構建鋰離子傳輸通道之外，也要有電子遷移的通道。這樣的情況下，電極中固-固界面組成復雜、而且隨電池循環(huán)界面的演變也更加復雜。所以從這一點的區(qū)別就可以看出，固態(tài)電池和液態(tài)電池在技術的設計上包括復合正極材料的構建上存在著很大的差異。

中國粉體網(wǎng)編輯：您研究固態(tài)電池復合正極中近程和遠程導電網(wǎng)絡的構建的意義是什么？

連芳教授：近程和遠程的導電實際上包含著兩種導電，一個是電子導電，另一個是離子導電。發(fā)展固態(tài)電池的最終目標是要提高二次電池的能量密度和安全性。我們給固態(tài)電池構筑離子和電子的遷移通道，保證電化學反應能夠正常進行的同時，關鍵是達到提高能量密度的目標。對于正極而言，就是要提高活性物質的含量，目前復合正極中活性物質的含量只有60%-80%，迫切需要大幅度提高，比如說提高到90%、95%以上。而且，復合正極的極片要做厚，從而提高活性物質在整個電池里的占比，這是一個非常重要的提高電池能量密度的措施。因此，為實現(xiàn)固態(tài)電池能量密度的提高，我們既要把正極極片做厚，又要提高活性物質的含量，在這種情況下，復合正極中三維的穩(wěn)定的離子和電子的導電網(wǎng)絡的構建就非常關鍵。

中國粉體網(wǎng)編輯：您認為固態(tài)電池實現(xiàn)商業(yè)化還需要多久？需要做些什么？

連芳教授：現(xiàn)在固態(tài)電池的概念正在與實際生產(chǎn)和應用逐漸結合，從技術的可行性上出發(fā)，設計貧液少液或者固液混合的安全電池，或者是加極少量增塑劑促進原位固態(tài)化過程，逐漸實現(xiàn)固態(tài)電池技術的產(chǎn)業(yè)化。通過產(chǎn)業(yè)界的努力以及科研院所的創(chuàng)新工作，將形成一個合力，共同推進，最終實現(xiàn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

中國粉體網(wǎng)編輯：非常感謝連教授接受我們的采訪，本次采訪到此結束。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

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