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煤化所陈成猛研究员:锂/钠离子电池新型硬炭负极材料研发(报告)
2022年06月13日 发布 分类:行业要闻 点击量:133
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新能源无疑是近几年最受关注的产业之一,其中锂离子电池由于具有较高的能量密度,已被广泛用于我们的日常生活中,市场持续扩张,技术不断更新。而由于钠在地壳和海洋中储量丰富,从成本方面考虑,钠离子电池(SIBs)有成为大规模电化学储能设备的潜力,也受到广泛研究,产业化进程不断加快。


锂离子电池和钠离子电池的正负极材料一直是备受关注的重点,在目前研究的各类负极材料中,碳材料具有成本低、导电性良好、储锂储钠容量高等优势,仍是市场选择的主流。碳材料的研究集中在石墨、无定形碳、杂原子掺杂碳以及生物质合成碳上,其中软碳和硬碳都属于无定形碳材料,只是两者的石墨化难易程度的不同,软碳较易石墨化而硬碳较难。在材料的结构上,软碳的石墨微晶结构较多,而硬碳相对较少,由于成本较低,且具有高比容量、优异的耐低温、快充性能、高安全性,是锂离子电池和钠离子电池的共性关键材料,硬碳成为一种深具潜力的新型负极材料,可以解决电动汽车“续航焦虑”及“充电焦虑”。

石墨和硬碳微观结构

石墨和硬碳微观结构

近年来,硬碳负极材料的研究已取得重大进展,但许多挑战/瓶颈仍然存在:(1)大多数硬碳材料的储锂/容量仍较低;(2)倍率性能和循环性能有待提升;(3)硬碳负极的首周库伦效率通常较低;(4)储锂/机制需进一步研究。

目前,硬碳材料通常是来源于有机物的热解和生物质废弃材料的前处理加高温碳化,生物质热解硬碳具有比表面积适中、层间距较大、缺陷位点较多、成本低廉、来源广泛等优势,关于硬碳主要是从制备和改性两方面入手,寻找尽可能低成本的前驱体作为碳源,会使未来电池成本大大降低,在市场上推广十分具有潜力。对硬碳结构进行调控改性如扩大石墨微晶层间距、调控孔结构类型、孔径、孔隙率、控制缺陷构造数量、类型、位置以及控制材料表面积 以提升其电化学性能


硬碳材料常见微观结构

7月13日至15日,中国电子材料行业协会计划在山西省太原市举办“2022中国电子材料创新发展(太原)大会”。大会聚焦半导体材料、石英材料、压电晶体材料、磁性材料、电子陶瓷材料、真空电子材料以及先进碳基材料等电子材料行业热点领域,而其中由粉体圈承办先进碳基材料分论坛:“粉体技术主题论坛暨2022年中国先进碳材料产业创新发展(太原)论坛”,我们邀请了来自中科院山西煤化所的陈成猛研究员,将于会议上讲解报告《锂/钠离子电池新型硬炭负极材料研发》

陈成猛团队以生物质、沥青等为原料,通过解析硬炭的储锂/钠机制及构效关系,进一步突破关键制备技术瓶颈,将廉价原料转变为绿色高端的高品质硬炭材料,最终实现锂/钠离子电池用高性能硬炭负极材料制备技术的开发。如果您对相关内容感兴趣,欢迎报名参会!

报告人简介


陈成猛,中科院山西煤化所研究员,博导,课题组长,中科院炭材料重点实验室副主任、中科院石墨烯工程实验室副主任,获国家自然科学优秀青年基金资助,入选《麻省理工科技评论》中国区“35岁以下科技创新35人”、中科院北京分院“启明星”优秀人才、山西省学术技术带头人等。主持国家、地方及企业项目20余项,发表论文181篇,总他引8765次,出版英文专著1部,主持制订国际标准4项、国家标准2项,授权专利38项。以第一完成人获山西省自然科学一等奖、中国产学研合作创新成果一等奖、中国化工学会技术发明二等奖等。立足产学研合作,致力于石墨烯、电容炭、石墨和硬炭等炭材料研究,开发了高性能石墨烯导热膜和超级电容器等产品,在智能电网和空天领域形成应用示范。


粉体圈会务组

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