报告题目：固态电池表征方法

报告人：黄建宇（燕山大学教授）

报告时间：2024年6月17日（星期一）下午4:00

报告地点：大学城B5副楼-307会议室

主办单位：材料科学与工程学院

报告人简介：

黄建宇，燕山大学和湘潭大学教授。一直以来以电子显微镜为主要研究手段，从事纳米力学与能源科学研究工作20多年。在电池研究领域取得了系列原创性的研究成果，建立了多种纳米力学和能源材料透射电镜-探针显微镜（TEM-SPM）的原位定量测量技术，在国际上率先制造出可在高真空度电镜中工作的锂电池，发明了在原子尺度上实时观察锂离子电池充放电过程的新技术，形成了原位纳米尺度电化学和纳米力学研究的新领域，为锂离子电池研究提供了有效的技术手段。研究成果在Science、Physical Review Letters、Nature Nanotechnology等杂志上发表，共发表论文340篇，h因子为101。 

报告摘要：

枝晶生长和高界面阻抗是阻碍固态电池发展的两大主要障碍，近年来本研究组一直致力于发展跨尺度多场耦合原位电镜和冷冻电镜测试技术，揭示固态电池失效机制。发现锂/钠枝晶屈服强度比体材锂/钠高两个数量级。锂/钠沉积产生的应力与过电位成线性关系，可以达到GPa量级，是导致固态电解质开裂和固态电池短路的元凶。锂枝晶生长在LLZTO里产生大量穿晶裂纹，而非传统的沿晶裂纹。冷冻电镜揭示界面过渡层与锂负极及LLZTO紧密接触，大大降低界面阻抗。发现锂与硫化物电解质反应剧烈，导致电解质开裂和粉化；机械失效有强烈的尺寸效应；硫化物电解质与三元正极反应产生高于500 nm的界面过渡层，过渡层有过渡金属脱溶和氧析出，产生大量气孔，导致界面阻抗增加；硫化物电解质还与铜集流体反应，产生Cu2S, 导致集流体损坏和电池失效。金属锂和钠在干燥空气里面稳定性有显著差异，原因是锂可以形成很好的钝化层，而钠不能。