【会议报告】硫化锂纳米粉体材料的产业化
中国粉体网 2025/3/12 08:30:00 点击 254 次
导读针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题,中国粉体网将于2025年3月18-19日在安徽·蚌埠举办2025全固态电池技术交流大会暨第一届干法电极技术研讨会。

中国粉体网讯  硫化物固态电解质因其高离子导电率、良好的电化学和热稳定性以及优异的界面接触性能,被认为是固态电池的重要技术路线之一。


硫化锂纳米粉末材料由于其理论容量高,可以作为正极材料和预锂化试剂,又是硫化物固体电解质不可缺少的前驱体,具有广阔的应用前景。


硫化锂的制备方法


硫化锂可以通过球磨法、有机锂溶剂热方法、离子交换法、热还原方法(碳热还原和金属热还原)等方法合成。


球磨法将单质硫和金属锂/氢化锂按比例混合后通过研磨或混合进行机械球磨反应得到硫化锂。这种方法在合成Li2S纳米粉末材料方面因其简单性、最小的副反应、成本效益和环境友好性而引人注目。


有机溶剂热法是通过在乙醇、已烷、甲苯、四氢呋喃或硝基甲基吡咯烷酮等有机溶剂中,使锂或锂化合物与硫或硫化合物反应来实现的。这种方法合成Li2S纳米粉末材料的优势包括易于纯化和溶剂回收,最大限度地减少废物。


离子交换法通过将卤化锂或硝酸盐与硫化钠或硫化氢在有机溶剂中反应来合成Li2S纳米粉末材料。


热还原法包括碳热还原和金属热还原,利用高温促进金属化合热还原方法,物与还原剂(如碳或镁)之间的反应,产生锂硫纳米粉末材料。碳热还原使用碳作为还原剂,通常是将硫酸锂与多孔碳或石墨烯(由蔗糖或明胶等前体衍生)等碳源反应。尽管其简单且不使用有害溶剂,但碳热还原需要大量的能量,导致运营成本高。同时,潜在的H2S、CO和CO2排放具有显著的缺点,与碳中和目标相冲突。


与碳热还原类似,金属热还原能够通过使用活性金属还原锂盐来合成Li2S纳米粉末材料。由于使用活性金属作为还原剂,并且由于其放热性质,金属热还原显著降低了操作温度并缩短了反应时间。此外,这种方法消除了二氧化碳排放,提供了一种更环保的选择。然而,需要额外的步骤来去除金属氧化物,这增加了最终的成本。


诩辰科技硫化锂纳米粉体


目前市面上在售的商业硫化锂存在制备流程复杂,纯度低,成本昂贵,颗粒尺寸大,电化学性能较差等问题。诩辰科技提出了一种采用金属热反应制备出硫化锂纳米粉体的方法,该方法制备的硫化锂颗粒尺寸更小,纯度更高,并且采用价格低廉的锂盐为反应物,极大地降低了反应成本,具有50倍以上的经济效益,大大提高了商业化生产的可能性。


由金属热反应制备的硫化锂纳米粉体呈颗粒状结构,晶粒尺寸小于30 nm,平均颗粒尺寸也仅为261 nm;而市面上的商业硫化锂呈片层状,没有明显颗粒,晶粒尺寸一般大于50 nm,平均颗粒尺寸在1-3μm之间,是诩辰科技所制备的5-10倍。经过计算由该反应制备的硫化锂纳米粉体纯度高达99.9%。


针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题,中国粉体网将于2025年3月18-19日安徽·蚌埠举办2025全固态电池技术交流大会暨第一届干法电极技术研讨会。为致力于固态电池技术开发的企业,科研院校,以及新能源汽车、储能、消费电子等终端企业提供信息交流的平台,开展产、学、研合作,助推固态电池产业化发展。届时,来自诩辰科技(广州)有限公司/华南师范大学邢震宇董事长将作题为《硫化锂纳米粉体材料的产业化》的报告。



专家简介:

邢震宇,广东省杰出青年基金获得者,香江学者获得者。于2008年-2010年在吉林大学冯守华院士团队承担大学生创新性实验计划,于2012年在吉林大学化学学院取得化学学士学位(导师:杨柏教授),于2016年在美国俄勒冈州立大学取得化学博士学位(导师:纪秀磊教授&陆俊教授),于2017年在加拿大滑铁卢大学陈忠伟院士课题组从事博士后研究,于2018年被引进到华南师范大学化学学院工作。


参考来源:Carbon Research《华南师范大学邢震宇课题组发表 Chem:硫化锂纳米粉体材料的产业化》、诩辰科技等


(中国粉体网编辑整理/乔木)

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