中國粉體網訊 固態電解質的開發是解決目前商用鋰離子電池漏液、易燃等缺陷的有效途徑,也是未來電解質的發展趨勢。其中無機固態電解質具有較高的室溫離子電導率(可以達到10-3S·cm-1)、極高的鋰離子遷移數(接近1,可以稱作是單鋰離子傳導)、低導電活化能(<0.5eV)以及優良的機械強度,受到廣泛關注。
NASICON型固態電解質是無機固態電解質其中一種,該物質不僅可以傳導鈉離子,也可以傳導鋰離子。其中傳導鋰離子的材料的結構通式為LiT2(PO4)3,T元素可為Ti、Ge或Zr。該類電解質室溫下具有較高的鋰離子電導率,對水、氧氣性質穩定,因而受到了科研工作者的廣泛關注。由于Ti元素價格低廉,具備商業化前景,因此 LiTi2(PO4)3研究較多。Aono等人研究發現,當采用 Al3+部分取代 LiTi2(PO4)3中的Ti4+,得到的LATP電解質電導率提升兩個數量級。研究發現,NASICON型固態電解質Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP) 具有較高的離子傳導率、在空氣中穩定和電化學窗口寬等優點,可實現商業化應用。
另一方面,LATP材料在實際應用中的關鍵問題是不能直接與鋰金屬接觸。由于含有四價鈦元素,用作鋰金屬電池時金屬鋰會將Ti4+還原成Ti3+,而且固體電解質和電極之間的界面阻抗較大,這限制了 LATP 規模化生產與發展。為了克服這一缺點,人們嘗試了各種方法,一方面對材料進行改性,使其滿足實際中的要求;一方面從裝置的結構上進行設計,使得眾材料各盡所能。
2021年3月11-12日,由中國粉體網、中國顆粒學會能源顆粒材料專委會主辦,長沙礦冶研究院先進材料研究所協辦的“第二屆高比能固態電池關鍵材料技術大會”將在長沙吉美國際會展酒店隆重舉行,屆時,廈門大學張忠如博士將帶來報告《磷酸鹽固體電解質研究及其規模化生產研發進展》,介紹Si摻雜LATP研究以及納米LATP的合成與應用。

張忠如博士簡介
廈門大學化學化工學院高級工程師。2004年畢業于廈門大學化學化工學院。當前主要研究方向包括電極材料應用開發、功能型電解液的開發及電池壽命預測等。主持或參與的項目包括重點研發計劃子課題、福建省科技廳重大專項專題、科技廳產學合作重點項目及企業合作項目等十余項。至今為止,已發表SCI論文29篇,申請發明專利24項,其中已授權11項。

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參考資料:
劉建禹.NASICON 型固態電解質LATP的制備及其電池性能研究
史曉娟.基于NASICON型Li1+xAlxTi2-x(PO4)3復合電解質的制備及電化學性能研究
(中國粉體網編輯整理/黑金)
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