聚合物固態(tài)電解質(zhì)及其電池的理性設計

主講人 : 湯育欣 教授

聚合物固態(tài)電解質(zhì)具有柔韌性高，工藝兼容性強，規(guī)模化加工可行性高等優(yōu)勢，是下一代電池技術的重要發(fā)展方向之一。然而，受其分子本征晶區(qū)結(jié)構(gòu)限制，聚合物電解質(zhì)具有的低離子電導率和電解質(zhì)/電極界面的不穩(wěn)定性阻礙了其廣泛應用。

為應對這些關鍵挑戰(zhàn)，我們基于分子結(jié)構(gòu)組成與動態(tài)界面調(diào)控策略對聚合物固態(tài)電解質(zhì)進行了一系列理性設計：1) 在傳統(tǒng)的聚合物全固態(tài)電解質(zhì)中，通過引入具有雙功能作用的強路易斯酸氟化物添加劑，實現(xiàn)鋰離子遷移效率、聚合物電解質(zhì)/鋰負極界面穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性的協(xié)同提升；2) 在聚合物全固態(tài)電解質(zhì)體相構(gòu)筑限域無序氫鍵相互作用體系，通過限域氫鍵供體與PEO鏈段及鋰鹽陰離子的相互作用，實現(xiàn)鋰離子遷移效率與體系高壓穩(wěn)定性的顯著提升；3) 在聚合物全固態(tài)電解質(zhì)體相構(gòu)筑質(zhì)子束縛體系，通過富氨基“質(zhì)子海綿”對體系游離質(zhì)子的強烈束縛作用，抑制電解質(zhì)體系內(nèi)強酸生成，繼而顯著抑制聚合物鏈段高壓環(huán)境下酸催化分解，提高體系高壓穩(wěn)定性。

主講人簡介：

湯育欣，國家級人才，福州大學和清源創(chuàng)新實驗室的固態(tài)電池團隊負責人，研究方向為安全快充固態(tài)電池，聚焦聚合物固態(tài)電解質(zhì)及電極材料的創(chuàng)制和工程應用研究。近5年來，他以項目負責人的身份共主持科研項目10余項，其中包括國家重點研發(fā)計劃重點項目、國家自然科學基金面上項目、澳門科學技術發(fā)展基金項目和省級重點項目。通過持續(xù)的基礎和應用研究，在固態(tài)電池領域取得了一系列創(chuàng)新性的成果：1）發(fā)展協(xié)同催化聚合技術解決固態(tài)電池聚合工藝一致性的核心難題；2）開發(fā)低溫石墨化技術實現(xiàn)碳基負極的低成本宏量制備。迄今為止，已經(jīng)在在能源化工、材料化學領域國際期刊(Sci. Adv., Adv. Mater., EES, JACS, Angew. Chem., etc.)等發(fā)表學術文章200余篇，引用1.9萬余次，申請發(fā)明專利50余件，其中授權(quán)中國、美國和新加坡專利10余件，美國專利申請5件，其中多件專利轉(zhuǎn)讓。