H.E.L硫化物固态电池研究—BTC-130 电池测试绝热加速量热仪
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硫化物固态电池(Sulfide All-Solid-State Batteries, 硫化物ASSBs)是全固态锂电池的重要技术路线之一,其核心特征是以无机硫化物材料作为固态电解质(Solid Electrolyte, SE),完全替代传统锂离子电池中的液态有机电解液和隔膜。硫化物固态电解质(如Li₆PS₅Cl、Li₁₀GeP₂S₁₂)具有室温离子电导率>10⁻² S·cm⁻¹(媲美液态电解液)、机械可变形性(冷压即可致密化)等独特优势,被视为唯一能同时实现高能量密度(>400 Wh/kg)与本征安全的技术路线。
尽管硫化物全固态电池(ASSBs,如Li₆PS₅Cl/LPSC体系)因采用不可燃无机固态电解质而被认为具有本征热安全优势,但近期实证研究发现其存在反常热失效行为:在滥用条件下,ASSBs的热传播速率可达商业液态锂离子电池(LIB)的10倍,且自加热起始温度(~163°C)远低于预期。
硫化物全固态电池正处于"材料突破已现,工程瓶颈待解"的临界点。其发展不再单纯依赖离子电导率提升,而是转向界面热-电化学稳定性与规模化制造工艺的协同突破。对于其安全性,亟需建立区别于液态电池的固态界面反应热评估体系,将电化学预循环纳入热安全性测试前置条件,这正是该领域从实验室走向产业化最需要填补的空白。
2026年02月19日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所崔光磊(国家杰青)、黄浪团队在Nature Communications期刊发表题为“Electrochemical initiation and chemical reaction cascades in dual-stage thermal runaway in sulfide-based all-solid-state batteries”的研究论文,团队成员Wu Yuhan、Zhang Shu、Sun Youlong为论文共同第一作者,崔光磊、黄浪为论文共同通讯作者。
中国科学院青岛生物能源与过程研究所
崔光磊 研究员 国家杰出青年科学基金获得者,国务院特殊津贴专家,国家"万人计划"科技创新领军人才,国家新能源汽车专项高比能固态锂电池技术项目首席科学家,中国科学院战略性先导专项副总师。中国科学院青岛生物能源与过程研究所学位委员会主任、学术委员会副主任、先进储能技术研究室主任、青岛储能产业技术研究院执行院长、深海电源系统山东省工程研究中心主任。在Nat. Energy、Nat. Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等期刊发表论文400余篇,他引超过40,000次,连续入选科睿唯安"全球高被引科学家"(2022–2023);获山东省自然科学一等奖、山东省技术发明一等奖、青岛市自然科学一等奖等
黄浪 副研究员 崔光磊团队核心成员,主要从事高比能电池热安全研究,作为负责人承担国家自然科学基金、山东省自然科学基金及中国博士后自然科学基金等项目,以第一或通讯作者在材料、化学等方面的国际权威杂志Joule、Adv. Energy Mater.、Mater. Today、Adv. Sci.等杂志发表相关论文30余篇,授权发明专利9项。
案例:硫化物基全固态电池双阶段热失控的电化学引发与化学反应级联研究
Wu, Y., Zhang, S., Sun, Y., Huang, L., Xu, J., Liu, C., ... & Cui, G. (2026). Electrochemical initiation and chemical reaction cascades in dual-stage thermal runaway in sulfide-based all-solid-state batteries. Nature Communications.
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