贺艳兵：高安全性高能量密度锂电池和材料研究

近年来，如何提高锂离子动力电池的能量密度、安全性和快充性能成为关注的焦点。锂电池电极/电解质的界面反应决定了电极材料性能的发挥和高安全性电池的构建，而电极/液态电解质界面较高的电化学和热副反应活性成为电池电化学性能和安全性能较差的根本原因；高阻抗的电极/固态电解质界面和较差的界面稳定性制约了固态电池性能的提升。面对这样的问题，该如何解决呢？

11月13日，由OFweek中国高科技行业门户主办、OFweek锂电网承办的“OFweek 2017（第四届）中国锂电产业高峰论坛”在深圳举办。清华大学深圳研究生院贺艳兵教授发表“高安全性高能量密度锂电池和材料研究”演讲。贺艳兵教授出自材料科学与工程学科，主要从事锂电池及其关键材料的研究。他重点分享了钛酸锂电池的胀气机理和解决方案；高密度钛酸锂的可控制备、高性能聚合物电解质原位制备及其在锂离子、锂硫和锂金属电池中的应用等方面的研究成果。

贺艳兵教授演讲

现场高朋满座，专心聆听

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 而利用不同类型材料的特点，发展新型无机/有机多层次结构复合型固态电解质，可以开发出实用化的高性能固态锂离子动力电池。目前，全固态聚合物固态电解质的关键问题在于离子电导率低，与电极的界面相容性差，厚度较厚，达到100微米。贺教授提出的解决方案是，在电极表面，以10um厚的电纺丝隔膜为骨架，原位构建层次化结构超薄全固态聚合物电解质（只有15um），实现低阻抗电极/聚合物电解质界面的构建和高离子电导率电解质制备一步完成。

3、NCM/石墨体系低温循环失效机理研究

为研究NCM/石墨体系低温循环失效机理，贺教授带领团队用三元/石墨两类动力电池进行研究。通过一系列研究和对结果的分析发现了三元/石墨体系低温循环后除了负极析锂外，还存在NCM活性物质损失。通过对LAM和LLI机制的定量比较，最终解析三元材料损失原因是结晶度变差/部分区域尖晶石相生成，如下TEM图所示。

小结

精彩的主题演讲中，贺艳兵教授不仅揭示了钛酸锂和电解液溶剂之间的本征界面反应是电池胀气的主要原因，还给出了在钛酸锂和电解液界面之间建立隔绝层的解决方案。另外，还分享了固态电解质以及三元/石墨体系低温循环容量损失等方面的研究成果。帮助解决锂电行业的难题，得到了现场同仁的高度称赞。