为固态电池产业化“添砖加瓦”——安徽大学朱凌云教授

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朱凌云，现为安徽大学材料科学与工程学院教授，海外引进国家级专家，享受国务院政府特殊津贴。主要从事全固态锂离子电池材料及其薄膜合成制备研究工作。主持和参与了国家和省部级电池材料相关科研项目20余项，申请发明专利40余件，在固态电解质和电池材料方面获授权专利15件。近年来在全固态电池三元正极表面包覆、硫化物固态电解质合成及负极枝晶研究方面成果明显，在Nature Communications、AEM、ACS Energy lett.、Energy & Environmental Science等期刊发表高水平研究论文二十余篇。

主要研究方向

据了解，安徽大学材料学院设立有全固态电池实验室，研究方向聚焦于固态电解质，涵盖硫化物固态电解质、卤化物固态电解质以及凝胶态电解质。近年来，针对硫化物电解质，朱凌云教授团队同步开展从基础配方到高空气稳定性配方、高离子传导率配方及其产业化技术的研究。现阶段的团队中有3位博士、6位硕士投身于硫化物电解质的研究工作。而凝胶电解质研究，是朱凌云教授入职安徽大学后开辟的新方向，在新型电解质设计和凝胶化技术方面，团队取得了创新性成果，已投稿两篇相关研究论文。

固态电池产业化观点

朱凌云教授作为业内权威专家，曾多次受邀做客www.188betkr.com 对话栏目。在固态电池产业化方面，朱凌云教授凭借其深厚的学术造诣与丰富的实践经验，发表了极具深度与独特价值的见解。

朱凌云教授表示：“据我了解，目前国内多家电池企业已经能够生产出20安时至60安时级别的真正意义上的全固态电池样品。针对中试规模（例如200兆瓦以下产能）的全固态电池生产线，也已有多家企业在投资建设。现在已有在短期内能生产固态电池的企业，例如安徽的国轩高科，今年已有装车计划，目标达到百辆级别。这表明固态电池从实验室走向中试阶段的技术可行性正在被验证。”

值得注意的是，今年5月份国轩高科宣布其全固态电池装车路测，其中在固态电解质的研究方面朱凌云教授团队与国轩高科有一定的合作，主要集中在固态电解质的基础成分和基础工艺研究，包括在硫化物电解质的溶剂、电化学稳定性和空气稳定性等工作。这些基础研究为国轩高科公司的电解质研发和生产提供了一定的技术保障。

朱凌云教授还表示：“需要明确的是，‘固态电池’是一个统称，其内部有不同的技术路线，可侧重高能量密度或高功率密度等不同特性。产业化进程需要根据具体应用场景的需求来推进。例如，用一个经过包覆处理的石墨负极，可以实现10C倍率的充放电，并在较低压力下工作的固态电池方案，解决了固态电池在实用化时需要高维持压力的问题，但是这个研究方案的固态电池能量密度相对较低。因此，我认为如果能够根据不同的市场需求，选择合适的技术路径进行开发，固态电池的产业化进程可能会比预期更快。”

主要研究成果

1.实现硫化物全固态锂电池5分钟充放电

朱凌云教授团队与清华大学合作，在硫化物全固态锂电池研究领域取得新突破。该研究通过改性石墨负极，设计了一种低维持压力下稳定运行的硫化物全固态电池，验证了全固态电池12C（5分钟）充放电性能。该成果以《Surface-Modified Graphite Anodes for High-Rate Long-Cycling in Sulfide All-Solid-State Batteries》为题发表在国际著名期刊《ACS Nano》上。

2.自形成Na₃P/Na₂O界面相的固态钠电池用Na₃Zr₂Si₂PO₁₂/Na₃PO₄双相复合固体电解质

朱凌云、詹孝文教授团队设计了一种含有20 mol% Na₃PO₄的双相Na₃Zr₂Si₂PO₁₂/Na₃PO₄固体电解质，创新性地释放了Na₃PO₄的潜力。该双相复合固态电解质不仅改善了电解质内部的快速离子传输环境，同时该双相复合固态电解质与金属钠负极界面自形成的Na₃P/Na₂O相调控了负极界面的电化学行为，在循环过程中稳定了负极界面，抑制了钠枝晶的成长。该成果以《Self-forming Na₃P/Na₂O interphase on a novel biphasic Na₃Zr₂Si₂PO₁₂/Na₃PO₄solid electrolyte for long-cycling solid-state Na-metal batteries》为题发表在国际知名期刊《Energy Storage Materials》上。

3.系列团簇二维晶态材料用作新型锂离子固态电池电解质

安徽大学朱凌云教授、朱满洲教授、康熙教授以及重庆大学唐青教授展开合作，发展了团簇晶体工程，构建了系列团簇二维晶态材料用作新型锂离子固态电池电解质。具体的，研究团队利用银元素构成的纳米团簇作为核心，在其外部包裹一层聚合物，再外接一部分极性基团，通过离子交换定量交换一部分锂离子，让这部分锂离子活跃起来，形成了一种全新的电解质材料。该成果以《Atomically defined two-dimensional assembled nanoclusters for Li-ion batteries》为题发表在国际顶级期刊《Nature Synthesis》上。

4.揭示单锂枝晶与硫化物电解质之间界面层的纳米结构

朱凌云教授团队与清华大学张兴教授团队利用低温透射电子显微镜，揭示了在不同温度下单个锂枝晶和硫化物电解质（SE）之间的界面层的纳米结构。该成果以《Nanostructure of the Interphase Layer between a Single Li Dendrite and Sulfide Electrolyte in All-Solid-State Li Batteries》为题发表在《ACS Energy Letters》上。

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（www.188betkr.com 编辑整理/苏简）

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