2020年8月25日，宁波材料所姚霞银研究员应邀到访中科院物理所长三角研究中心（简称“中心”）和天目湖先进储能技术研究院（简称“研究院”），进行学术交流。

25日上午，姚霞银研究员在研究院作了题为《用于高能量密度和高安全性全固态电池的固态电解质》的专题报告。此次报告为“天目湖物理科学讲坛”系列讲座之五。该系列报告旨在邀请电化学领域知名专家到访溧阳，与中心、研究院、天目先导、中科海钠及其他企事业单位的博士、硕士、工程师及相关研发人员一起共同探讨学术研究成果、促进交流；进一步提升溧阳在储能领域的影响力及竞争力。

此次报告姚霞银研究员开门见山，向大家系统介绍了组内主要的研究工作，固态电解质、全固态锂硫电池、全固态钠电池等，并分享了固态电池中的基本科学问题，包括离子电导率、电化学窗口、空气稳定性、与溶剂和活性物质的稳定性等，提出在保持硫化物高离子电导优势的基础上，进一步优化硫化物电解质的性质。

姚霞银研究员从电解质、负极侧改性和正极侧改性三个方面介绍组内关于全固态锂硫电池的研究。课题组制备了多种硫化物固态电解质，具有较高的离子电导率，可以实现小规模量产。固态电解质的改性主要涉及到元素掺杂，用P₂O₅、LiI、ZnO和LiCl掺杂提高75Li₂S-25P₂S₅的离子电导率，改善稳定性，用O掺杂LGPS，其中LiI、ZnO取得比较显著的效果，离子电导率提升了2倍。

针对金属锂负极存在的问题，提出一些有效的解决方案，比如，通过致密化陶瓷片电解质层，有效抑制锂枝晶的生长；将LGPS填充到PEO中，可以制成对金属锂负极高度稳定的复合电解质层；通过在Li和LATP之间添加一层PEO电解质层，有效改善接触；将PEO单体和锂盐注入电池，然后进行光固化或热固化，可以有效改善电极电解质的界面接触等等。

正极侧的改性策略主要有，将硫化物电解质原位生长在电极表面，改善电极电解质之间的接触；将单质S负载到氧化还原石墨烯上，实现全固态锂硫电池的稳定循环；正极原位包覆石墨烯和硫化物，形成离子电子传导网络；使用一些高能量密度的硫化物电极材料，比如MoS₂。

关于全固态电池，姚霞银研究员指出，目前文献报道的固态全电池体系的面容量普遍较低，远低于商用化的锂离子电池，提高全固态电池的面容量，同时保持稳定循环，是目前全固态电池商用的一大难题。

除了锂硫全固态电池外，姚霞银研究员还介绍了组内室温全固态钠硫电池的相关研究，其中Fe_1-xS@Na_2.9PS_3.95Se_0.05电池实现95%的首效，并能稳定循环。通过控制粒径，优化合成，复合电解质等手段，组内制备的室温全固态钠硫电池表现了优异的电化学性能。

姚霞银研究员简介

姚霞银，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员，博士生导师，2009年毕业于中国科学院固体物理研究所&宁波材料技术与工程研究所，获工学博士学位，并获中国科学院院长优秀奖。同年7月起在中国科学院宁波材料技术与工程研究所从事科研工作，期间曾先后在韩国汉阳大学、新加坡南洋理工大学、美国马里兰大学从事储能材料研究。目前研究兴趣集中于全固态二次电池关键材料及技术研究，迄今为止，与合作者一起在Advanced Materials、Nano Letters、Advanced Energy Materials、Nano Today、ACS Nano、Nano Energy、Energy Storage Materials等材料及新能源领域期刊上发表论文110余篇，被引用3000余次，申请发明专利50余项。