天勁股份蔡比亞：復(fù)合固態(tài)鋰電池或可提高固態(tài)電池相關(guān)性能
圖為廣東天勁新能源科技股份有限公司研究院執(zhí)行副院長(zhǎng)蔡比亞致辭
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11月16日，“第四屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)(CBIS2019)”已經(jīng)進(jìn)行到第二天。在16日上午召開(kāi)的“市場(chǎng)：應(yīng)用新業(yè)態(tài)”主題論壇上，廣東天勁新能源科技股份有限公司研究院執(zhí)行副院長(zhǎng)蔡比亞認(rèn)為，由于氧化物電解質(zhì)和聚合物電解質(zhì)各有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，因此可以通過(guò)復(fù)合固態(tài)電池的方案進(jìn)行解決。
他表示，復(fù)合就是集成多種不同類型的固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)勢(shì)，引入一些氧化物作為道題，從而改善整個(gè)體系的窗口，抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)。同時(shí)可以用膠合物改善浸潤(rùn)性。
固態(tài)電解質(zhì)和正極界面設(shè)計(jì)，通常是具有層狀結(jié)構(gòu)的氧化物體系，用得比較多是三元、鈷酸鋰。正極是一個(gè)混合導(dǎo)體，因?yàn)榧尤肓藢?dǎo)電劑，氧化物持續(xù)不斷地往正極跑。從而在氧化物正極空間形成平移層，會(huì)使鋰離子形成偏移，在混合正極和硫化物的固態(tài)電池中間，引入一層鋰離子導(dǎo)電。電子的緩沖層，通常設(shè)計(jì)的是氧化物的體系，跟正極同是氧化物。負(fù)極采用鋰金屬負(fù)能，比容量非常高。
他表示，在這樣的固態(tài)電池中會(huì)形成三種不同的界面：
第一種是形成熱力學(xué)穩(wěn)定界面，幾乎是不發(fā)生的，當(dāng)然在這方面還存在一些爭(zhēng)議;第二種是鋰金屬會(huì)跟固態(tài)電池發(fā)生反應(yīng)，形成鋰離子導(dǎo)電和電池導(dǎo)電的混合界面，如果這樣的話，鋰金屬會(huì)持續(xù)不斷地跨越界面，進(jìn)入到電解質(zhì)中，破壞固態(tài)電池的結(jié)構(gòu)，是我們最不想看到的。第三種是鋰金屬會(huì)跟固態(tài)電池發(fā)生反應(yīng)，鋰離子導(dǎo)電形成SEI膜，所以引入了一層保護(hù)層，保護(hù)層的引入可以有效地割斷鋰金屬的負(fù)極對(duì)固態(tài)電池的腐蝕。
盡管硫化物體系有很多的優(yōu)勢(shì)，但是有一個(gè)問(wèn)題就是在水氧環(huán)境下的穩(wěn)定性不是特別好，容易跟空氣中的水反應(yīng)形成有毒氣體硫化氫，以前的解決方案是在硫化氫引入一些金屬氧化物，但也會(huì)跟硫化氫產(chǎn)生反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生水，有水生成水解反應(yīng)不斷地生成，也會(huì)破壞固態(tài)電池結(jié)構(gòu)。
另外一種解決方案，用聚合物體系做一層屏蔽層或者隔膜體系，可以隔絕與水環(huán)境的接觸。
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