劉玉龍教授:聚合物全固態鋰電池的研究

2021-02-24 鋰電十

固態聚合物電解質，又稱為離子導電聚合物。固態聚合物電解質具有良好的成膜性，可用作鋰離子電池電解質。固態聚合物電解質在電子、醫療、空間技術、電致顯色、光電學、傳感器等方面有著廣泛的應用。

近些年來，具有大容量、高電壓、長循環壽命和低自放電特性的可充電鋰離子電池受到了廣泛的關注，並且被視為優秀的能源儲存器件。但由於在使用過程中鋰枝晶的生長，以及所使用的有機液態電解液具有潛在安全風險，使其在可攜式設備和電動車中的使用受到了限制。因此，與液態電解液相比，具有高安全性能的固態聚合物電解質得到了飛速發展。同時，在全固態電池當中，有望搭配高容量的鋰金屬(3860 mA h g−1)作為負極，可以大幅度提高固態電池的能量密度。

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，劉玉龍教授將帶來報告《聚合物全固態鋰電池的研究》，與參會嘉賓分享相關研究成果。

PEO是近些年來研究得最為廣泛的一種聚合物基體材料。其具有介電常數高(εr ≈ 5)，溶解鋰鹽能力強等優勢。但由於室溫離子電導率低(≈10-7 S cm-1)和電化學窗口窄(< 4.0 V vs. Li+/Li)等缺陷極大的限制其使用。為了克服以上幾種問題，本課題組提出了多種改善PEO電解質的策略:如合成交聯型聚合物；在聚合物當中摻入無機粒子；合成嵌段共聚物等方法。經過改性後的固態電解質可實現電化學性能的提高。

劉玉龍，副教授，碩士生導師。目前就職於東北師範大學化學學院。隸屬於東北師範大學動力電池國家地方聯合工程實驗室，主要從事鋰離子電池和固態鋰電池的研究。2013年獲得中南大學碩士學位後進入加拿大西安大略大學孫學良院士課題組從事鋰電池相關研究。2018年博士畢業後，留組繼續從事博士後研究工作。研究合作單位包括加拿大莊信萬豐公司（前著名的Phostech公司，具有LiFePO4化學結構和碳包覆的全球專利所有權）和中國國聯動力電池研究中心(隸屬於北京有色金屬研究總院，動力電池國家隊), 以及加拿大唯一固態電池研發初創公司（GLABAT Solid-state Battery Inc.，由孫學良院士領銜的科學技術團隊）。目前已經在Nature communication，Adv. Mater.，Nano Energy，AEM, ESM, ACS energy letters等高水平期刊發表專業論文多篇。

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固態電池作為下一代可再充電池技術的核心，將帶來固態電解質、電池正負極材料體系的一場全面變革，各大電池，整車企業紛紛布局，力求搶佔市場先機。


當前固態電池技術處於什麼階段？產業鏈涉及到哪些領域？商用市場已達到怎樣的程度？這些問題一直受到業內人士的關注。


第二屆高比能固態電池關鍵材料技術大會將於2021年3月11-12日在湖南長沙舉辦。歡迎致力於開發固態電池技術的企業負責人出席，開展產、學、研合作，共同推動行業發展。

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