中國(guó)粉體網(wǎng)訊 2021年3月11-12日,由中國(guó)粉體網(wǎng)主辦的“第二屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)在湖南長(zhǎng)沙隆重召開,期間,我們邀請(qǐng)與會(huì)專家、學(xué)者做客對(duì)話欄目進(jìn)行視頻訪談,現(xiàn)在我們邀請(qǐng)到的是來自哈爾濱工業(yè)大學(xué)的高云智教授。
粉體網(wǎng):高教授您好!首先請(qǐng)您談一下目前我國(guó)的固態(tài)電池研究工作方面處于一個(gè)什么樣的水品,與國(guó)外其他國(guó)家相比,有何優(yōu)勢(shì)與不足?
高教授:關(guān)于這個(gè)問題,我們現(xiàn)在的電池研究,特別是理論和現(xiàn)實(shí)結(jié)合起來的研究日本是遙遙領(lǐng)先的,中國(guó)和韓國(guó)的研究緊隨其后;日本在這些研究中的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其基礎(chǔ)研究比較扎實(shí);從研究?jī)?nèi)容上來說,一些關(guān)鍵性材料比較多,而我國(guó)則側(cè)重材料的應(yīng)用方向,并不是從源頭上開始研究。
粉體網(wǎng):固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化問題一直是大家所關(guān)心的問題,您認(rèn)為固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化還需多久,需要克服哪些難題?
高教授:說到這個(gè)問題是有些復(fù)雜的,現(xiàn)在的固態(tài)電池,從電解質(zhì)來說,分三個(gè)體系:聚合物體系、硫化物體系和氧化物體系。從這三種體系來講,聚合物體系是最近期的,硫化物是中期,氧化物是遠(yuǎn)期,但是這不同期間的分類也是從其困難程度上來說的,氧化物電解質(zhì)研究工作是很困難的,特別是在加工方面,而現(xiàn)在無論是大學(xué)還是企業(yè)。首先考慮的是聚合物,再考慮硫化物。我也在考慮和一些電子企業(yè)合作。比如,我在廣東省有一個(gè)幾千萬規(guī)模的重點(diǎn)項(xiàng)目,在做聚合物項(xiàng)目固態(tài)電池的研究工作,大約目標(biāo)在在2023、2024年完成,最久不會(huì)超過2025年。
粉體網(wǎng):您在日本學(xué)習(xí)及深造,在日本學(xué)習(xí)歸國(guó)后,您認(rèn)為國(guó)內(nèi)與日本在電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,從讀博士開始至畢業(yè)就業(yè)一直在日本的大學(xué),后來轉(zhuǎn)到企業(yè)研究所工作,一直從事電池方面的工作。在2011年的年底全職回國(guó),2000至2011年之間,在哈工大從事兼職教授工作,2011年全職回國(guó)后,全新從事固態(tài)電池的研究,因?yàn)槲矣X得鋰離子電池是上一個(gè)階段的產(chǎn)品,而下一個(gè)產(chǎn)品就應(yīng)該是固態(tài)電池或者氫能。我首先聚焦于固態(tài)電池,中國(guó)相對(duì)于日本落后的程度比較大,所以在這個(gè)方向上有很多事情要做。在研究方面的不同之處在于,日本的研究工作還是從基礎(chǔ)研究開始,而在國(guó)內(nèi)這幾年一直從應(yīng)用出發(fā)。比如我在做電池工作時(shí),因?yàn)槿藛T有限(我的博士生大約有八九名,十名左右;如果全部投入到材料研究,這樣就心有余而力不足),我把人員集中在界面或者應(yīng)用上,在短期內(nèi),會(huì)產(chǎn)生比較好的效果。
粉體網(wǎng):高性能固態(tài)電解質(zhì)材料、電極/電解質(zhì)界面穩(wěn)定性、原位一體化制備技術(shù)是固態(tài)電池發(fā)展的關(guān)鍵所在,您能給我們分享一下其內(nèi)容嗎?
高教授:好的,這個(gè)原位一體化技術(shù)大概是我在2014年到2015年提出來的想法。我們從開始做這個(gè)電池時(shí),還是沿用老生產(chǎn)技術(shù)做正極極片和負(fù)極極片,然后在做中間的隔膜、注液、這是現(xiàn)有的工藝,那么在今后的電池生產(chǎn)技術(shù)或制備技術(shù)上,應(yīng)該說電池里面后注電解質(zhì)技術(shù)就不好用了,因?yàn)樗兂闪斯虘B(tài),而在涂布做極片時(shí),涂布機(jī)上加入的漿料就要含有電解質(zhì),(含有電解質(zhì)卻又不能讓其其固態(tài)方式涂布,還是要以液體涂布的方式)在加入的液體材料其成分為固體電解質(zhì)的小分子材料。涂布之后,用熱或者光激發(fā)來使電解質(zhì)固化。這就是原位固化技術(shù)。
這個(gè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是分為兩點(diǎn),一個(gè)是電極的強(qiáng)度在涂布加工的過程中就形成了一個(gè)高強(qiáng)度、高密度的作用,另外,該技術(shù)的工藝流程簡(jiǎn)單化,因?yàn)樗鼪]有隔膜,它把電解質(zhì)涂在電極上,然后通過粘接,(沒有了注液工序)所以在生產(chǎn)的過程中,質(zhì)量容易保證,這是在以后產(chǎn)業(yè)化比較好的方面,我也早就關(guān)注著這個(gè)問題。
粉體網(wǎng):目前,哈工大電源所在固態(tài)電池研究上的研究進(jìn)展是怎樣的?有哪些階段性成果嗎?
高教授:好的,哈工大目前在從事兩種固態(tài)電池的研究工作。一個(gè)是聚合物復(fù)合電解質(zhì),另一個(gè)是硫化物電解質(zhì),聚合物復(fù)合電解質(zhì)我們已經(jīng)進(jìn)行中試階段,在向產(chǎn)業(yè)化方面進(jìn)行,在2023年、2024年要有裝車示范。廣東省下達(dá)任務(wù)為50臺(tái)車,我們要與企業(yè)(包括車企、電池企業(yè))一道,大家團(tuán)結(jié)一致,才能完成。這是前一階段的工作。后一階段,我們?cè)诹蚧镫娊赓|(zhì)方面,要著眼于軍工方向提供一個(gè)目標(biāo)。
粉體網(wǎng):非常感謝高教授接受我們的采訪!
高教授:謝謝!
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/茜茜)
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