上海交大教授汤卫平：两种固态电解质材料的研究进展

2024-11-20 09:59

目前固态电池技术究竟处于什么阶段？产业链各环节进展如何？市场商用达到了什么样的规模？等问题受到业内外人士的广泛关注。

在此背景下，2024年11月14日，由OFweek维科网、维科网·锂电举办的OFweek 2024固态电池技术线上研讨会成功举办。

在线直播期间，上海前沿新能源电源技术研究院院长、上海交通大学特聘教授汤卫平发表了《固态锂电池电解质材料研究进展》的主题演讲。

汤卫平

汤卫平表示，元素周期表上方的元素是高能量密度的元素，是电能源的发展方向；锂是当下能源，氢是下一代能源。

目前锂离子电池正朝着固液混合电池、全固态电池的方向发展，主要面临固态电解质材料综合性能不足、高比容量负极的循环性能差、固态电解质/电极活性物质界面阻抗大、器件制造过程环节多影响因素复杂四个关键问题。

基于此，汤卫平教授的团队正在积极研究开发新型Li3Zr2Si2PO12（LZSP）固态电解质及其固态电池，以及柔性Li3La（PO4）2（LLP）固态电解质及其全固态电池。

汤卫平介绍，LZSP固态电解质是通过运用钠离子与锂离子进行交换，形成新型结构后组成的固态电解质。这种固态电解质继承了原来使用钠离子的大框架晶格，锂传输通道增大，进而具备良好的离子电导率，电化学、物理化学稳定性也得到提升。

汤卫平还指出，高LZSP固含量的固态电解质薄膜电导率达到0.7mS/cm，显示了良好的机械性能、电化学和充放电性能；LZSP也可以用于涂覆隔膜用于460Wh/kg和500Wh/kg的高比能金属锂电池，有效改善金属锂电池的循环性能，这和氧化物固态电解质高的杨氏模量可有效阻挡锂枝晶有关。

LLP固态电解质同样是通过运用钠离子与锂离子进行交换，形成新型结构后组成的氧化物系固态电解质。该固态电解质有不生长锂枝晶特性，杨氏模量同硫系固态电解质相当，具备良好的加工性能、离子电导率、电化学、物理化学稳定性等综合性能。

汤卫平介绍，400Mpa的冷压就可以得到致密度很高的LLP片状样品，杨氏模量19.1 GPa。

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