清華大學材料科學與工程研究院《材料科學論壇》

學術報告

報告題目：适用于全固态锂金屬電池的高電壓穩定性硫化物固态電解質

報告人：吳凡 博士 (哈佛大學)

報告時間：2018年10月25日（周四）上午10:00

報告地點：清華大學逸夫技術科學樓A512

聯系人：林元華老師 62773741

歡迎廣大師生踴躍參加！

報告摘要：
固态電池由于具有能量密度高、安全性好、能抑制锂枝晶等優點，已成為高能量密度動力锂電池領域的研究前沿。目前已研究與報導的固态電解質有氧化物、硫化物、有機及複合固态電解質，其中硫化物固态電解質因具有最高的锂離子導過率而倍受關注。尤其是近年來，晶體硫化物固态電解質的研究取得突破性進展：Li10GeP2S12 (LGPS)[1] 和 Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3 (LSPS)[2] 的锂離子導過率分别達到了12 和 25 mScm−1，超過了商用電解液的水平。
然而，晶體硫化物固态電解質（LGPS/LSPS）的電化學穩定性卻倍受争議。各研究組報導的理論與實驗結果差異很大。本次報告将着重闡述目前業内同行在此問題上的意見和分歧，并從深層次揭示各課題組産生分歧的原因。具體來說，報告人通過調控LGPS/LSPS晶體硫化物固态電解質的制備方法，控制其微觀結構，再結合TEM/XRD等表征手段，從理論計算與實驗成果兩方面證明在結構上的微小變化能極大地影響LGPS/LSPS的電化學性質[3]。
這些結果不僅解答了長久以來有關LGPS/LSPS電化學穩定性的困惑，而且為進一步提高硫化物固态電解質穩定性提供了基礎和借鑒。另外，本報告還将對已有成果進行拓展，從制備方法到後處理手段，從微觀材料層面到宏觀電池構造層面等多方面多角度地探讨提高硫化物固态電解質電化學穩定性的不同方法。廣開思路，為進一步推廣硫化物固态電解質在全固态锂金屬電池中的應用打下基礎。

參考文獻：
[1] N. Kamaya, K. Homma, Y. Yamakawa, M. Hirayama, R. Kanno, M. Yonemura, T. Kamiyama, Y. Kato, S. Hama, K. Kawamoto, A. Mitsui, Nature Materials 2011, 10, 682.
[2] Y. Kato, S. Hori, T. Saito, K. Suzuki, M. Hirayama, A. Mitsui, M. Yonemura, H. Iba, R. Kanno, Nature Energy 2016, 1, 16030.
[3] F. Wu, W. Fitzhugh, L. Ye, J. Ning, X. Li, Nature Communications 2018, 9, 4037.

簡曆：
吳凡，哈佛大學研究員，2011年獲浙江大學材料學學士學位，2014年獲美國北卡州立大學材料學博士學位，2014-2016年在普林斯頓大學開展博士後研究，2016年至今在哈佛大學任實驗室管理員與研究員，從事研究工作。主要研究方向為先進能源材料（包括儲能和能源轉換兩方面），應用方向包括锂離子電池、全固态锂金屬電池、壓電傳感器等。目前，吳博士在Nature Communications, Nano Energy, Nano Letters, ACS Nano, Advanced Functional Materials等期刊發表SCI論文43篇，專著兩部，申請美國發明專利1項，H-index=14, i-10 index=25。