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上海硅酸盐研究所郭向欣研究员来我所进行学术交流

2015-07-23 点击数:1944

   7月23日上午9点,来自上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室的郭向欣研究员,在中科院苏州纳米所A718会议室作了“石榴石型固体电解质与固态高能二次锂电池”学术报告。报告会由苏州纳米所陈立桅研究员主持,纳米所国际实验室的学生及老师参加了此次报告会。

 

   郭向欣研究员此次学术报告的主要内容为:石榴石型锂离子导体(Li7La3Zr2O12,LLZO)具有高的室温离子电导率、对锂稳定和电化学窗口宽等优点,是目前十分受人关注的制备固态二次锂电池的固体电解质材料。为了获得高电导率的LLZO材料,稳定立方相并有效控制锂含量是其中的关键问题。工作中,他们探索了异质元素掺杂、液相烧结、气氛烧结以及热压烧结等多种技术手段,掌握了制备高电导率以及高致密陶瓷LLZO的关键工艺,最终获得相对致密度99%和室温离子电导率大于10-3 S/cm的陶瓷电解质。利用所获得的致密的高电导LLZO陶瓷,加工制备了厚度为50微米到1毫米的陶瓷片,将它应用于固态锂离子电池和固态锂空气电池,探讨了可行性及其中的关键科学问题。发现以LLZO陶瓷片作为电解质和支撑体,以LiFePO4作为正极材料和Li为负极材料的固态电池可获得130 mAh/g的放电容量,循环100次具有90%以上的容量保持率。更有意思的是,以LLZO陶瓷片作为支撑体的固态锂空气电池,可在开放的空气中多次循环,其中的机理是Li2CO3在放电和充电过程中的形成和分解。这种新型全固态锂空气电池克服了有机电解液锂空气电池不能在空气中工作的瓶颈,具有广阔的应用前景。

 

   郭向欣研究员的报告讲述的正是固体电解质领域的关键问题,吸引了老师及学生的极大兴趣,报告结束后与会的学生及老师同郭向欣研究员进行了深入的交流探讨。刘涛博士同郭向欣研究员探讨了关于XPS表征锂元素的难点问题;吴丹老师与郭向欣研究员交流了锂空电池关于负极粉化、过电势、正极Li2CO3循环中的形成分解及催化机理等目前存在的关键问题;做为主持人的陈立桅研究员也同郭向欣研究员分析了Li7La3Zr2O12类固体粉体电导率表征的技术难点,两位研究院也表达了共同合作研究的期望与具体方式。郭向欣研究员也回答了其他学生及老师的问题。在一个多小时的报告会上郭向新研究员的精彩讲解一次次获得热烈的掌声,报告会对学生及老师对固体电解质及固态高能电池等研究方向有很大启发。

 

 

 

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