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第249期泰山科技论坛——全国固态二次电池科技前沿及研究进展举办

发布时间:2021-01-15

来源:山东科技报

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2020年11月24日,第249期泰山科技论坛在青岛市举行。本次论坛活动由山东省科协主办,青岛大学科协承办,青岛大学物理学院协办。

本期论坛主题为“全国固态二次电池科技前沿及研究进展”,旨在展示我国在固态电池领域基础和应用研究方面的最新进展与成果,并探讨金属空气电池研发的前沿发展与动态。本次论坛活动采用网络会议形式,来自相关领域专家学者、从业工作者以及科技爱好者共计50余人参加了本次会议。

燕山大学教授黄建宇在报告中介绍利用原位TEM技术观察电池中活性物质在充放电过程中的形貌变化。他先后系统地讲解纳米尺度硅的嵌锂膨胀过程、钠-氧气电池中氧化铜正极的电化学反应过程、二氧化锡纳米线的嵌锂过程以及AFM与TEM联用测试锂枝晶的生长过程等几项重要工作,展现了原位TEM在电池体系中可以直观体现电化学反应过程这一特点。

中科院大连化学物理研究所研究员彭章泉以碱金属-空气电池为主题,指出目前碱金属-空气电池普遍存在循环寿命有限、能量效率低下等问题,深入研究了碱金属-空气电池的反应原理。他聚焦模型电化学反应界面(Au|DMSO),结合谱学电化学研究方法和第一性原理计算,对H-ORR, Li-ORR, Na-ORR,和K-ORR电极反应过程中的中间产物、基元反应、反应位点和受限因子等进行了系统研究,对氧气电极反应电势的起源进行探讨,并提出解决这一关键科学技术问题的可行方案。

中国科学院上海高等研究院研究员邓彪在报告中介绍了原位同步X-射线辐射成像技术,包括硬X射线透射成像(TXM)、X射线扫描透射成像(STXM)、X射线荧光成像(XRF)、相干光衍射成像(CDI)在电池材料电化学反应机制方面的应用。其中,TXM技术作为透过式成像技术,可分析材料在多维尺度上的形貌、化学相分布等信息,目前该技术的空间分辨可达到20 nm;STXM技术是通过将X射线高度聚焦后扫描透射成像的技术,其空间分辨与TXM相近,为12-40 nm;XRF技术是一种可以检测微量元素的具有次微米级分辨的荧光成像技术;而CDI技术是通过相干的X射线作用在样品上而发生相干衍射的成像技术,主要用来测试晶体材料的应力分布、缺陷等结构信息,其空间分辨可达几个纳米。

青岛大学教授郭向欣在报告中提出固体电解质材料是研发固态金属锂二次电池的核心。固体电解质材料从根本上决定了电池体系的构型,是实现固态锂电池高能量密度、高安全性和高循环稳定性的关键。基于L LZO固体电解质的锂二次电池主要包括固态烧结电池和聚合物复合氧化物电解质的电池。前者是将固体电解质材料与电机材料通过高温固相烧结形成离子导通界面。聚合物复合氧化物电解质是将具有高离子电导率的L LZO基粉末分散至高分子聚合物中,形成柔性固态电解质膜, 然后置于锂金属负极和正极之间,获得固态锂电池。

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