【原创】注重以应用、以产品为导向的固态电池开发研究——专访有研(广东)新材料技术研究院赵昌泰教授


来源:中国粉体网   平安

[导读]  中国粉体网专访有研(广东)新材料技术研究院赵昌泰教授

中国粉体网讯  2024年1月18日,由中国粉体网主办的第五届高比能固态电池关键材料技术大会在昆山成功召开。在会议期间,我们就固态电池相关的研究热点、前沿技术及产业化趋势采访了业内多位专家学者。本期为您分享的是中国粉体网对有研(广东)新材料技术研究院赵昌泰教授的专访。

赵昌泰,教授级高级工程师,博士生导师。2017年博士毕业于大连理工大学,师从邱介山教授、于畅教授,在加拿大西安大略大学学习工作5年,合作导师孙学良院士。入选国家海外高层次青年人才项目、北京市海外高层次青年人才项目、北京市科技新星、全球top2%科学家名单、科创中国新能源产业技术经理人等。




中国粉体网:请问卤化物固态电解质为何近两年突然得到了大量的关注和研究?

赵教授:近几年来,卤化物电解质确实取得了很大的进展,也得到了大家广泛的关注。我个人认为可能有两点原因,第一就是卤化物电解质它本身的特性和优势。与硫化物电解质相比,卤化物电解质与正极是更加稳定的,尤其是热稳定性会更好一些。除此之外,卤化物电解质它还可以通过阳离子调控、阴离子调控以及结构调控实现性质以及性能的多样性和多功能性。比如说目前开发出的卤化物电解质离子导可以突破10-2 S/cm,还开发出了对负极稳定的卤化物电解质、具有聚合物特征的卤化物电解质、低成本的卤化物电解质以及具有锂离子储存能力的卤化物电解质等等。

第二个原因,是国际固态电池专家孙学良院士一直在推动这件事。孙学良院士团队一直专注于卤化物固态电池的研究,包括从材料、界面到工艺,一直到电芯,研究得非常系统全面,甚至可以从锂做到钠,现在目前钠基的卤化物电解质离子导已经突破10-3了。孙老师一直带着大家在向前突破,希望把卤化物电解质真正用到固态电池中,去解决其中的一些关键的科学问题,进而来推动固态电池的发展。

中国粉体网:干法电极工艺未来会成为固态电池生产的标配吗?

赵教授:这个目前还不敢说。针对卤化物和硫化物体系来说,干法电极确实表现出了一定的优势,尤其是表现在电化学性能上,但是目前干法电极它的工艺、它的成套装备还不成熟,而湿法涂布工艺确实在放大上会更容易些,与现有工艺更兼容一些,所以目前还不敢轻易下这个结论。

中国粉体网:相比传统锂电池,固态电池的整体生产工艺及装备会有革命性的变化吗?

赵教授:如果是半固态电池的话,其实它与液态电池的生产工艺和装备的兼容性还是很好的,没有太大的问题。这也是中国一直在推半固态电池的一个原因。如果是针对全固态电池的话,还是真正有革命性变化的,从生产工艺、生产环境的要求、生产设备、生产设备的精度等方面都是不一样的,确实是有着革命性的变化。

中国粉体网:有研(广东)新材料技术研究院目前在固态锂电池方面的产业化进展如何?

赵教授:目前,产业化可能还谈不上,因为整个全固态电池行业也是这样一个状态。我跟梁剑文博士从加拿大孙学良院士团队留学回来,到现在还不到两年的时间。我们在孙学良院士的指导下,去组建了固态电池研发中心。这两年的时间,我们确实取得了一些进展,比如说我们在新型卤化物电解质的开发、放大以及全固态电池电芯的开发方面取得一些进展。比如说我们开发出了十余款新型的卤化物电解质,包括低成本的、耐高电压的、空气稳定的、对负极稳定的电解质,我们还进行了一些针对性的放大。在电池工艺开发方面,我们开发了干法电极技术,可以制备高活性物质占比、高性能的干法正极片,并实现连续化。还可以制备超薄的电解质膜,目前厚度可以做到30个微米。2023年我们全固态软包电池能量密度可以做到350Wh/Kg,2024年我们针对新的体系将会达到400Wh/Kg。

中国粉体网:中国、日本、美国的固态电池发展目前谁更领先?我们需要向别国学习借鉴的地方有哪些?

赵教授:如果是全固态电池的话,日本还是领先非常大的。我们需要学习的地方也很多,首先是在知识产权的保护上,我们要更加注重一些。另一个是我们应该更加注重以应用、以产品为导向的研发,注重上下游企业的信息互通,协同发展,而不应该是整个行业更多地在“卷”指标。

(中国粉体网编辑整理/平安)

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作者:平安

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