有研集團固態(tài)電池核心材料領(lǐng)域前沿布局初見成效

　　自2016年成立以來，有研集團國聯(lián)研究院國家動力電池創(chuàng)新中心（下稱“國家動力電池創(chuàng)新中心”），著手布局動力電池前沿技術(shù)，組建固態(tài)電池協(xié)同攻關(guān)團隊，開展固態(tài)電池基礎(chǔ)研究及工程化技術(shù)研究。

　　全固態(tài)鋰離子電池使用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)液態(tài)電解液，有望從根本上解決電池安全性問題，被認為是最具前景的新一代電池。固態(tài)電解質(zhì)作為關(guān)鍵材料，集中了固態(tài)電池研發(fā)中的核心技術(shù)和難點技術(shù)，是目前的研究熱點。經(jīng)過多年潛心研究，該中心在固態(tài)電池核心材料領(lǐng)域取得顯著成果，打破國際壟斷，開啟了國內(nèi)固態(tài)電解質(zhì)新技術(shù)布局。部分成果亮相第23屆中國北京國際科技產(chǎn)業(yè)博覽會，并受邀以專題報告形式在國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議上交流，受到與會專家學(xué)者的高度評價。

　　打破國際壟斷，工程化技術(shù)取得新突破。該中心以技術(shù)引領(lǐng)為使命，推動行業(yè)跨越式發(fā)展。硫化物固態(tài)電解質(zhì)由于具有最高的離子電導(dǎo)率、較好的機械延展性以及與電極良好的界面接觸等優(yōu)點，成為最具潛力的技術(shù)方向之一。日本在硫化物固態(tài)電解質(zhì)領(lǐng)域已進行了近20年的專利布局。動力電池創(chuàng)新中心經(jīng)過協(xié)同攻關(guān)，從微觀晶體結(jié)構(gòu)入手，構(gòu)建新型離子空位傳輸機制，獲得核心組分專利獲得授權(quán)，打破了國外在硫化物固態(tài)電解質(zhì)方面的專利壟斷，所研發(fā)成果具有穩(wěn)定性好、成本低的特點，為全固態(tài)電池的批量制備及市場推廣奠定基礎(chǔ)（中國專利：一種具有硫空位結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)及其制備方法和應(yīng)用，ZL201910596739.6；中國專利：高空氣穩(wěn)定性無機硫化物固體電解質(zhì)及其制備方法與應(yīng)用，ZL201910358953.8）。

　　筑牢創(chuàng)新理念，開啟國內(nèi)固態(tài)電解質(zhì)新技術(shù)布局。該中心技術(shù)攻關(guān)團隊在多年技術(shù)研究基礎(chǔ)上，對固態(tài)電池領(lǐng)域技術(shù)進行深入分析后認為，鹵化物固態(tài)電解質(zhì)具有4V以上氧化電位，展現(xiàn)出優(yōu)異的正極材料匹配潛力。通過兩年來的潛心鉆研，創(chuàng)新團隊制備出了Li3YBr5.7F0.3固態(tài)電解質(zhì)，該固態(tài)電解質(zhì)通過與金屬鋰原位生成高濃度氟化物界面鈍化層，顯著改善了鋰金屬負極在全固態(tài)電池的循環(huán)穩(wěn)定性，解決了鹵化物固態(tài)電解質(zhì)材料應(yīng)用于金屬鋰負極固態(tài)電池的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，為高比能量全固態(tài)電池發(fā)展提供了新思路。部分研究成果發(fā)表在能源領(lǐng)域著名期刊《Advanced Energy Materials》（IF=29.368）題目是《Superionic Fluorinated Halide Solid Electrolytes for Highly Stable Li-Metal in All-Solid-State Li Batteries》。

　　在此基礎(chǔ)上，動力電池創(chuàng)新團隊開發(fā)出了一種全新組成的鹵化物電解質(zhì)材料，該材料與高電壓正極材料兼容好，其性能在固態(tài)電池中得到了初步驗證。研究成果已獲得發(fā)明專利授權(quán)，率先實現(xiàn)國內(nèi)在耐高電壓無機固態(tài)電解質(zhì)的專利布局，推動高比能全固態(tài)二次電池的商業(yè)應(yīng)用（中國專利：一種固態(tài)電解質(zhì)及其制備方法與應(yīng)用，ZL2020104269934）。（楊容）

　　轉(zhuǎn)自：中國有色金屬報

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