专访哈尔滨工业大学高云智教授:我国的研究工作侧重材料的应用


来源:中国粉体网   茜茜

[导读]  2021年3月11-12日,由中国粉体网主办的“第二届高比能固态电池关键材料技术大会在湖南长沙隆重召开,期间,我们邀请与会专家、学者做客对话栏目进行视频访谈,现在我们邀请到的是来自哈尔滨工业大学的高云智教授。

中国粉体网讯  2021年3月11-12日,由中国粉体网主办的“第二届高比能固态电池关键材料技术大会在湖南长沙隆重召开,期间,我们邀请与会专家、学者做客对话栏目进行视频访谈,现在我们邀请到的是来自哈尔滨工业大学的高云智教授。


 


粉体网:高教授您好!首先请您谈一下目前我国的固态电池研究工作方面处于一个什么样的水品,与国外其他国家相比,有何优势与不足?


高教授:关于这个问题,我们现在的电池研究,特别是理论和现实结合起来的研究日本是遥遥领先的,中国和韩国的研究紧随其后;日本在这些研究中的一个优点是其基础研究比较扎实;从研究内容上来说,一些关键性材料比较多,而我国则侧重材料的应用方向,并不是从源头上开始研究。


粉体网:固态电池产业化问题一直是大家所关心的问题,您认为固态电池产业化还需多久,需要克服哪些难题?


高教授:说到这个问题是有些复杂的,现在的固态电池,从电解质来说,分三个体系:聚合物体系、硫化物体系和氧化物体系。从这三种体系来讲,聚合物体系是最近期的,硫化物是中期,氧化物是远期,但是这不同期间的分类也是从其困难程度上来说的,氧化物电解质研究工作是很困难的,特别是在加工方面,而现在无论是大学还是企业。首先考虑的是聚合物,再考虑硫化物。我也在考虑和一些电子企业合作。比如,我在广东省有一个几千万规模的重点项目,在做聚合物项目固态电池的研究工作,大约目标在在2023、2024年完成,最久不会超过2025年。


粉体网:您在日本学习及深造,在日本学习归国后,您认为国内与日本在电池方面的研究工作存在哪些不同?


高教授:我在日本生活了26年,从读博士开始至毕业就业一直在日本的大学,后来转到企业研究所工作,一直从事电池方面的工作。在2011年的年底全职回国,2000至2011年之间,在哈工大从事兼职教授工作,2011年全职回国后,全新从事固态电池的研究,因为我觉得锂离子电池是上一个阶段的产品,而下一个产品就应该是固态电池或者氢能。我首先聚焦于固态电池,中国相对于日本落后的程度比较大,所以在这个方向上有很多事情要做。在研究方面的不同之处在于,日本的研究工作还是从基础研究开始,而在国内这几年一直从应用出发。比如我在做电池工作时,因为人员有限(我的博士生大约有八九名,十名左右;如果全部投入到材料研究,这样就心有余而力不足),我把人员集中在界面或者应用上,在短期内,会产生比较好的效果。


粉体网:高性能固态电解质材料、电极/电解质界面稳定性、原位一体化制备技术是固态电池发展的关键所在,您能给我们分享一下其内容吗?


高教授:好的,这个原位一体化技术大概是我在2014年到2015年提出来的想法。我们从开始做这个电池时,还是沿用老生产技术做正极极片和负极极片,然后在做中间的隔膜、注液、这是现有的工艺,那么在今后的电池生产技术或制备技术上,应该说电池里面后注电解质技术就不好用了,因为它变成了固态,而在涂布做极片时,涂布机上加入的浆料就要含有电解质,(含有电解质却又不能让其其固态方式涂布,还是要以液体涂布的方式)在加入的液体材料其成分为固体电解质的小分子材料。涂布之后,用热或者光激发来使电解质固化。这就是原位固化技术。


这个技术的优点是分为两点,一个是电极的强度在涂布加工的过程中就形成了一个高强度、高密度的作用,另外,该技术的工艺流程简单化,因为它没有隔膜,它把电解质涂在电极上,然后通过粘接,(没有了注液工序)所以在生产的过程中,质量容易保证,这是在以后产业化比较好的方面,我也早就关注着这个问题。


粉体网:目前,哈工大电源所在固态电池研究上的研究进展是怎样的?有哪些阶段性成果吗?


高教授:好的,哈工大目前在从事两种固态电池的研究工作。一个是聚合物复合电解质,另一个是硫化物电解质,聚合物复合电解质我们已经进行中试阶段,在向产业化方面进行,在2023年、2024年要有装车示范。广东省下达任务为50台车,我们要与企业(包括车企、电池企业)一道,大家团结一致,才能完成。这是前一阶段的工作。后一阶段,我们在硫化物电解质方面,要着眼于军工方向提供一个目标。


粉体网:非常感谢高教授接受我们的采访!

高教授:谢谢!


(中国粉体网编辑整理/茜茜)

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作者:茜茜

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