中国粉体网讯锂电池因能量密度高、极低的电化学电位等优点被广泛应用于电子器件,电动汽车和新能源领域。然而,传统液态电解液泄漏、易燃等安全隐患严重制约了锂电池向高安全、高性能方向的发展。聚合物电解质能够改善电解液与电极的界面相容性,显著提升电池的安全性和稳定性,成为研究热点。但现有聚合物电解质多由不可降解的合成材料制成,回收环节易造成环境负担。在此背景下,基于绿色可再生生物质资源开发兼具高离子电导率、高化学稳定性和优良机械性能的聚合物电解质,已成为固态锂电池领域的重要攻关方向、/p>
纤维素:天然高分子在固态电解质中的潜力与挑戗/strong>
纤维素是地球上储量最丰富的天然高分子,其本身具备出色的电解液润湿性、高热稳定性和良好的机械强度。分子链上丰富的极性官能团可与锂离子络合,为离子迁移提供通道。经过化学改性(如酯化、醚化、接枝共聚等),可引入更多功能基团,进一步优化离子电导率和锂离子迁移数。此外,纤维素的多孔亲水结构在吸附电解液后能充当离子储存库,促进电解液向电极活性物质表面扩散,这使其成为聚合物电解质的理想骨架支撑材料、/p>
尽管优势突出,当前纤维素基聚合物电解质仍面临若干瓶颈:孔径分布不均、室温离子电导率偏低、与锂负极界面阻抗较大等。针对这些问题,研究者已尝试聚合物共混、掺杂增塑剂、接枝共聚等多种策略,但距离产业化应用仍有距离。要实现从实验室到产业化的跨越,仍需在组分设计和界面工程上持续突破,开发同时满足高离子电导率、宽电化学窗口、高机械强度及界面稳定性的纤维素衍生物基电解质,这对于推动可再生资源在储能领域落地具有深远意义、/p>
邱磊团队:从纤维素粘结剂到固态电解质的全链条布局
在这一领域,重庆理工大学副教授邱磊博士带领团队深耕纤维素材料研发十余年,构建了从锂电池粘结剂到固态电解质的完整技术矩阵。在新能源电池粘结剂方向,团队自主开发了高性能钠离子电池负极水性粘结剂系列,包括CMC-Na、CMC-Li及改性SBR。采用独创淤浆法工艺,产品分子量分布窄、稳定性高,倍率性能优于进口产品。其中CMC-Li作为功能型补锂粘结剂,能有效缓解负极析钠问题,提升循环寿命与离子电导率。实测数据表明,相较CMC-Na,CMC-Li粘结剂的剥离力提?.8%,循环寿命延长约12%,内阻降低约10%。该产线为国内首条采用DCS自动化智能控制的锂电池级纤维素产线,国产替代优势明显。目前产品已通过头部客户验证,有力支撑了钠离子电池关键材料的自主可控、/p>
2021年,邱磊博士创立绿能纤材(重庆)科技有限公司,依托重庆理工大学、重庆市绿色能源重点实验室及北京理工大学重庆创新中心三大平台,实现了补锂水性纤维素粘结剂的量产与国产替代。公司现?6项专利,2024年获聚丙烯酸锂制备方法专利(CN118725148B),并首创CMC-Li量产技术、/p>
在固态电解质领域,邱磊团队同样取得系统性进展——从分子结构设计、离子电导率提升到原型电池验证,已形成完整技术链条。相关专利“基于氨基磺化纤维素锂的固态电解质膜的制备方法及其应用”已获授权,“基于氨基磺化纤维素钠的锂电池固态电解质涂层、制备方法及其负极极片”亦在申请中、/p>
中国粉体罐/strong>将于2026??0-11?/strong>?strong>湖南·长沙举办第八届高比能固态电池关键材料技术大伙/strong>,依托对粉体合成、改性、装备及电池制造全链条的深刻理解,聚焦固态电解质粉体及先进正负极材料规模化制备、界面包覆改性、干法电极工艺及核心装备等产业化痛点。届时,来自重庆理工大学的邱磊副教授将作《新型生物质聚合物固态电解质的研究进展《/strong>的报告、/p>

嘉宾简介:邱磊,重庆理工大学化学化工学院硕士生导师,绿能纤材(重庆)科技有限公司创始人。博士毕业于北京理工大学材料学院,研究领域:天然高分子纤维素材料的合成和应用研究、新能源锂电池高分子粘结剂材料的合成应用研究、水性涂料化工工艺配方研究。近五年内以第一作者发表已出版论文20多篇,其中英文文章:SCI12篇(影响因子IF总和接近90,一?篇,二区5篇,本专业方向的top期刊8篇,其他3篇)、EI2篇、核?篇,其他8篇,论文引用?40多次,申请专?0余项,授?0项。被邀请作为多个SCI国际期刊杂志的兼职审稿人,比如:nano letters, carbohydrate polymer, Ionics, Journal of applied polymer science, polymer testing,RSC advances, Energy & Fuels, Polymer Composites筈/p>
参考来源:高超《纤维素衍生物基复合型聚合物电解质的构建及其在锂电池中的性能研究》、绿能纤材官网、天眼查筈/p>
(中国粉体网编辑整理/乔木(/p>
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