图为华中理工大学周志彬博士

 　　周志彬：我今天给大家汇报的主要是谈谈以氟磺酰亚锂按固态聚合物电解质的研究进展。

　　对于金属锂来说，我们目前只能算是一个中医，究竟发生了什么？我希望可以有更多的人可以给我一些帮助。下面这张表格是我自己做的。

　　业态电解质也它的优势，以石墨锂离子电池来说，它在石墨表面能够形成SEI，这个时候金属锂直接暴露给有机容器，这个机会就大大的减小了，如果直接用金属锂做液态电解质就会有很多的问题。

　　作为固态电解质来说，它其中有一个最大的优势就是它能够抑制进行生长，我个人的理解，实际上就是靠这个机械强度抑制它的生长。

　　在过去30年当中尽管有各种各样的钴价结构，但是目前来说PO还是最好的，尽管找了很多的缺点，找缺点的原因就是大家太喜欢他了，但是PO其中有一个问题，就是它的结晶比较严重。

　　作为盐来说，各种各样的盐其实很多的，大致可以分为以磷为中心的，以氮为中心的。

　　我今天来说一下亚胺离子，亚胺离子是一直坚持不懈的在推广应用，这些结构看起来非常的复杂，包括学有机化学的人，写这些结构的时候也是很容易犯错误的。

　　我们在做这些研究的过程中，我发现这些氟磺酰亚胺可以跟氟化氢发生反应，这也是这些盐目前能用的一个很重要的原因。

　　固态聚合物电解质最近在法国，还有其他1、2个国家采用了PEO和SPES的方式来做。

　　尽管获得了应用，但是这个体系有一些致命的弱点，成膜性并不好。与金属锂的相容性，也就是说界面阻抗是在不断加大的。

　　在过去20年我们做这个亚胺类的时候并不是冲着电池做的，是很漫步目的的在做。我前天数了一下，大概有40多篇文章，这么20多年，在我们华东理工大学的学报上发了出来，纯粹只是一种很简单的爱好。

　　在这个过程当中，在这20年中对这个合成方法学也进行了比较系统的研究，今天在这里就不谈这个了。

　　我知道盐在中国和世界上是受到很大瞩目的，这个盐是首次工艺，但是却没有积累。还是存在着一定风险的。

　　它作为添加剂的话，在某一些正极材料的电池上，在国外公司已经获得了认可。我自己普通感觉到，可能也是大公司没有发表吧！总体上来说，在基础研究的积累上不是很足，总是想要去用别人的技术，没有在前期做一些积累。今天我不讲业态电解质，主要是进固态电解质的应用。

　　TFSI实际上很像一块奶糖，FSI就很容易成膜，它的成模型还是非常好的。我们从这个相变也可以看到，FSI的体积是比较低的。从老化来看，放的时间越长，TSI的变成就越大，但是这个是不变的，这就说明了FSI的增缩性是非常好的。

　　我们看一下它的电化学的稳定性，一个是从耐氧化来看，TFSI比TSI更抗氧化。从还原侧来看，在这里我们可以明显的看到阴离子的还原风。

　　这个是静止放置的时候，FSI是在一个相对稳定的值，TFSI是在增大的。

　　这个是在横流的时候电化学的稳定性，在比较小的电流的时候，我们也可以看到，TFSI是相当恒定的，FSI是要明显的发生短路的，电流增大的时候，短路的时间就更短了。

　　TFSI，我今天在这里讲这个事情，这是一个纯化学的，在座的可能很多都是做电化学和做材料的。从敏感性来看，CF3很容易还原，这里就有了CF2，这个膜没有这么稳定。

　　从电池的循环性能来看，这是一个模型电池，FSI很容易的就可以把电池装进去，TFSI的难度稍微大一点。从衰减来看，TFSI要快一些。

　　FSI相对来说，这个黑线要表现的相对恒定一些。

　　我简单的总结一下，换成FSI之后，改善了金属锂界面的电解质的稳定性。另外一个，要增加阴离子的负电荷的离域程度负电荷离域之后有一个很显著的效果，电导率增大了。

　　另外一个，我们看它的热稳定，它的热分解温度是比较高的。

　　这个是它的成膜性能，在实验室里一些简单的溶液法就可以使它成膜。

　　从相变来看，它的体积要低于TFSI，它的柔顺性会更好，有利于锂离子的传递。同电导力来看，是找不到太多的规律的，基本上是相当的。

　　这个是电化学稳定性，我们主要是看还原侧，就是和金属锂的相对稳定性，在1.5这个地方可以明显的观测到还原风。

　　金属锂的稳定性，超级TFSI维持到一定程度，过了一定的天数是相对恒定的，而TFSI是一直在增大的。也就是TFSI一个比较明显的缺点。

　　我们通过提高阴离子负电荷的离域程度，降低了结晶度，电导率在适温下有所提高，但是这个提高是10的负6次方，是效益引起来的，也不是很明显。耐氧化会增强一些，负电荷进一步离域之后，应该是耐氧化增强，耐还原性会提高。

　　单离子导体有一个很大的优点，避免了阴离子参与的导致的熔差问题。锂盐的分子量很大，这时候它的移动速度是很慢的。

　　单独的锂盐有一个体积，它混合之后在负15度左右可以观测到一个体积，而其他的盐和PEO混合都没有观测到体积，这一点就很明显的显示出了这个锂盐的柔顺性。

　　我们也比较了一下它的热稳定性，实际上亚胺的锂盐一般来说都是很稳定的。

　　新和成的含有超级TFSI的基因离子的锂盐的电导力是最高的。

　　我小结一下，实际上设计单离子的导体，尽管有很多的方法，但是实际上负电荷的离域化和提升聚阴离子结构的的柔顺性是设计聚合物锂单离子导体的重要思路。

　　提问：你对着锂金属电极上是要考虑还原性的，你为什么要考虑氧化性呢？PEO最害怕的就是在金属上被还原，在高电压的时候锂钴氧之类的把它给氧化掉了。你这是在阴极的表面。

　　周志彬：这个是工作电极，这是不锈钢的。

　　提问：锂金属和PEO的界面你放什么东西？

　　周志彬：阴离子的还原电位是很高的。

　　主持人：下面再讨论这个事情。

　　提问：我想问一下，这个定位窗口的测试，你在不锈钢上进行了氧化还原？

　　周志彬：对。

　　提问：库仑效率是怎么样的？

　　周志彬：大于3。

　　提问：低的原因是什么？锂的溶解和析出的效率是多少？

　　周志彬：应该有很多副反应。我们做了很多的对比，在电化学沉积的时候，那时候析出率是非常活泼的。