天勁股份蔡比亞：復合固態(tài)鋰電池或可提高固態(tài)電池相關性能
圖為廣東天勁新能源科技股份有限公司研究院執(zhí)行副院長蔡比亞致辭
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11月16日，“第四屆動力電池應用國際峰會(CBIS2019)”已經(jīng)進行到第二天。在16日上午召開的“市場：應用新業(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)行副院長蔡比亞認為，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，因此可以通過復合固態(tài)電池的方案進行解決。
他表示，復合就是集成多種不同類型的固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)勢，引入一些氧化物作為道題，從而改善整個體系的窗口，抑制鋰枝晶的生長。同時可以用膠合物改善浸潤性。
固態(tài)電解質(zhì)和正極界面設計，通常是具有層狀結構的氧化物體系，用得比較多是三元、鈷酸鋰。正極是一個混合導體，因為加入了導電劑，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，引入一層鋰離子導電。電子的緩沖層，通常設計的是氧化物的體系，跟正極同是氧化物。負極采用鋰金屬負能，比容量非常高。
他表示，在這樣的固態(tài)電池中會形成三種不同的界面：
第一種是形成熱力學穩(wěn)定界面，幾乎是不發(fā)生的，當然在這方面還存在一些爭議;第二種是鋰金屬會跟固態(tài)電池發(fā)生反應，形成鋰離子導電和電池導電的混合界面，如果這樣的話，鋰金屬會持續(xù)不斷地跨越界面，進入到電解質(zhì)中，破壞固態(tài)電池的結構，是我們最不想看到的。第三種是鋰金屬會跟固態(tài)電池發(fā)生反應，鋰離子導電形成SEI膜，所以引入了一層保護層，保護層的引入可以有效地割斷鋰金屬的負極對固態(tài)電池的腐蝕。
盡管硫化物體系有很多的優(yōu)勢，但是有一個問題就是在水氧環(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，但也會跟硫化氫產(chǎn)生反應會產(chǎn)生水，有水生成水解反應不斷地生成，也會破壞固態(tài)電池結構。
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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