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        “鋰離子電池碳材料技術研究進展”線上講座成功舉辦

        發布時間:2021/11/5 閱讀:17419

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        碳材料在電池領域應用廣泛,且因其具有比容量高、循環性能好等優點成為當下鋰電池材料的研究焦點。為進一步推動鋰電池碳材料的基礎與應用研究,傳播最新研究成果和發展動態,中國化學與物理電源行業協會《電源技術》編輯部及中國科學院寧波材料技術與工程研究所于2021年10月29日舉辦了“鋰離子電池碳材料技術研究進展”主題講座。

        本次講座采用線上方式進行,邀請了國內6位多年從事碳材料研究并取得諸多科研成果的教授專家進行主題報告,共吸引了800余名觀眾報名參加。

        主講人
        報告主題
        周向陽
        中南大學二級教授,博士生導師
        高性能石墨類負極的低成本開發思考
        李峰
        中科院金屬所研究員
        石墨負極現狀及發展趨勢
        劉兆平
        中科院寧波材料技術與工程研究所研究員
        石墨烯在鋰電池中的應用探索
        魏飛
        清華大學化學工程系教授
        電池用納米碳材料的結構控制及應用
        沈炎賓
        中科院蘇州納米所研究員
        碳鋰復合負極材料的研究進展
        楊全紅
        天津大學化工學院講席教授、博士生導師
        石墨烯致密儲能新進展


        本表格按照實際報告順序排序


         講座首先由主持人中科院寧波材料技術與工程研究所劉兆平研究員致開場詞,他首先回顧了今年5月在寧波舉辦的“第三屆電池用碳材料技術高峰論壇”,并表示該論壇的成功舉辦向人們展示了鋰離子電池碳材料技術早已不僅僅是停留在學術的象牙塔里,而是走向了產業化商業化 。會后許多產業內人士表示希望還能有更深層次的研討,因此誕生了此次的范圍更廣的線上講座。隨后劉兆平研究員對中國化學與物理電源行業協會、《電源技術》編輯部以及出席此次線上講座的演講嘉賓及觀眾表達了感謝。 

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        隨后,中南大學周向陽教授以“3060”雙碳目標明確以及行業相關的國家產業政策為背景,論述了他對高性能負極材料的低成本開發的思考。周教授認為負極在鋰離子電池中的重要性不言而喻,而在負極市場的應用中碳負極占據了90%的市場份額,雖然目前國內應用最多的為人造石墨負極,但隨著時間發展天然石墨負極的用量也會逐漸加大。人造石墨負極具有倍率性能良好等特點,但制造成本高;而天然石墨負極的成本雖然較低,但由于各向異性,使得該材料的應用受到局限。因此,周教授提出對于降低人造石墨的成本可以采取尋找新的碳源和開發低成本過程技術與裝備的方法;對于提升天然石墨性能可以采取表面氧化處理、摻雜改性等方式。隨后周教授向大家介紹了6個高性價比碳負極研制的案例,并對新型碳素負極的研究進展進行了匯報。 

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        中科院金屬所李峰研究員,進行了“石墨負極現狀及發展趨勢”的演講報告。他為大家詳細介紹了包括負極材料要求、負極材料對比、石墨材料分類等石墨負極的大致情況。隨后對天然石墨與人造石墨的優缺點進行了對比,并強調要從綜合性的角度來評價各種材料的使用價值。李峰研究員也介紹了天然石墨與人造石墨的工藝路線與技術要點以及資源情況,并對石墨負極的發展趨勢進行了展望,他表示雖然石墨負極的容量已經接近理論容量,但依舊面臨性能極限化、生產資金大等挑戰,未來石墨產業布局將走向清潔低碳能源地區、石墨負極工藝需要綜合考慮節能減排。 

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        中科院寧波材料技術與工程研究所劉兆平研究員總結了近十年來出現的各種石墨烯電池技術,介紹了“石墨烯+鋰電池”方面結合的研究及開發進展,并進一步提出了“石墨烯+鋰電池”的產業化之路。他認為未來石墨烯導電漿料市場將支撐石墨烯產業發展,硅碳負極市場放量將刺激石墨烯的需求。他也呼吁“石墨烯+鋰電池” 的產業化發展要借鑒碳納米管產業發展的經驗教訓,縮短石墨烯產業化發展歷程。  

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        清華大學化學工程系魏飛教授主要介紹了單壁碳納米管的批量制備與分散以及硅/陶瓷/碳負極材料的流化床制備。魏飛教授認為陣列碳納米管的產業化促進了新型鋰離子電池導電劑的進步。目前單壁碳納米管的流化床生產問題已經解決,但硅鋼板導電劑的應用還需驗證。 

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        中科院蘇州納米所沈炎賓研究員主要介紹了碳鋰復合負極材料的研究進展。她認為金屬鋰電池在能量密度上有明顯優勢,被普遍看作是鋰離子電池之后的新一代電池技術。然而,金屬鋰極易與空氣和電解質發生反應,且鋰沉積易產生枝晶并形成“死鋰”,影響電池的循環壽命和安全性,制約其產業化應用。近幾年中科院蘇州納米所利用碳材料的親鋰性構建了富含鋰沉積位點的微球型金屬鋰-碳(Li-C)復合材料,有效抑制了鋰枝晶生長和“死鋰”形成。最后沈炎賓研究員詳細介紹了鋰碳負極補鋰技術及應用。 

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        天津大學化工學院楊全紅教授面向能源互聯網的快速發展,提出電池的“幸福指數”和“需求層次”的概念;通過“致密儲能”,把電池做小,克服智能終端所面臨的“空間焦慮”。匯報剖析致密儲能的重要性以及將石墨烯用于致密儲能的理論基礎和現實優勢,重點匯報了基于石墨烯毛細收縮策略,實現微米硅/碳負極穩定循環,獲得高體積能量密度鋰電池的研究進展。

        “雙碳”背景下儲能電池被賦予了新的時代使命。此次“鋰離子電池碳材料技術研究進展”線上講座的成功舉辦對國內鋰離子電池碳材料技術的研究與發展具有重要意義。讓我們一起期待未來鋰離子電池碳材料技術的新發展!

         


        (中國化學與物理電源行業協會 劉明妍 )



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