12月27日上午,2022年全國新能源粉體材料暨增效輔材創新發展論壇(第二屆)在珠海粵海酒店會畫上句點。令人措手不及的疫情固然給活動舉辦帶來了極致挑戰,但同時也讓人們看到曙光正向大家款款而來。在此,主辦方向所有線下和線上參與本次論壇的朋友們致敬,并向對會議內容感興趣的朋友們進行簡要總結匯報。
會議現場
圓桌論壇
報告1:磷酸錳鐵鋰材料、電池的研發及產業
梁廣川 河北工業大學 研究員、博士生導師
“2022年是磷酸錳鐵鋰產業化元年”,梁廣川研究員不僅分享了科研團隊在材料開發以及應用中的實驗數據——主要參數如錳鐵比6:4,D50達到0.13μm水平等等;而且就不同的生產工藝,產品特點,對已經和正在產業化的項目進行點評分析,兼顧成本和安全性的正極材料新貴在他的娓娓道來下被掀開了蓋頭。
報告2:領先的鋰電池高鎳三元正極材料的研發與生產
鄭玉 貝特瑞新材料集團 產品開發部部長助理
2010年貝特瑞坐上鋰電負極全球頭把交椅至今,已經開發到了第四代硅碳材料,隨之而來的問題是必須找到能夠與之匹配性能相當的正極材料,如果找不到合適的,那就干脆自己開發吧。N88/91(NCA)和N83/88(NCM)的量產和研發需要解決高溫循環、熱穩定性、DCIR、產氣等問題,手段包括包覆、摻雜以及電解液的調配。除了高鎳,貝特瑞還瞄著固態電解質這樣的下一代高性能電池的方向……
報告3:添加劑在鋰電池正負極中應用研究進展(在線分享)
汪濤 上海電氣國軒新能源科技有限公司 電芯開發部經理
上海電氣是中國裝備制造業最大的國有控股企業集團之一,國軒高科在國內動力電池制造企業中位居前三。上海電氣國軒新能源科技有限公司在二者加持下,能夠為新能源+儲能、調峰調頻、電網側儲能、工商業儲能應用等提供一站式系統解決方案。電芯尤其強調一致性,合漿、涂布兩大工藝中,不同添加劑對正負極極片生產中的微觀作用決定了其最終應用時的宏觀數據,這篇報告把視線從開發端拉向應用端,拓寬了材料人的視角,引發思考。
報告4:隔膜涂覆材料現狀及發展趨勢
王玉來 泰州衡川新能源材料科技有限公司 副總經理
相比正負極和電解液(電解質),隔膜在鋰電池主材中似乎存在感缺失,但從隔膜涂覆體系的多樣化來看,其重要性即可見一斑,而據王總介紹,未來固態電池中,隔膜還將擔負功能載體的重任!寬幅7.5m,速度120m/min,這是當前領先的隔膜生產設備能夠提供的參數,在線涂布要加把力,不然沒法跟上發展——除了高速寬幅穩定的陶瓷涂覆體系,現階段的另外兩大產品開發趨勢還包括輕量化和低水分,這意味著新型涂覆材料的機遇!
報告5:鋰電池高電壓電解液研發進展
馬建民 電子科技大學 教授、博導
提高電池工作電壓(>4.2V)是獲得更高能量密度的最有效途徑。馬教授分別詳細闡述了循環性能提升策略,倍率性能提升策略,高電壓電解液穩定提升策略等一系列方法及面臨的挑戰和解決思路。
報告6:新型差異化石墨負極材料與應用(在線分享)
鄭洪河 蘇州大學 教授、博導
目前日韓的石墨負極材料70%以上使用天然石墨為原材料,這與我國以人造石墨為主力剛好相反。既然他們能用好天然石墨,我們也可以——具體而言,這是一項由蘇州大學鄭洪河教授團隊研發并踐行產業化的石墨材料人工界面(表界面)調控新策略的工作匯報。該項研究成果涉及了有機化學、界面工程、能帶工程以及鈍化理論等諸多領域,能夠令天然石墨成為理想的負極材料,并且用于人造石墨也能提升其使用壽命。
報告7:鋰電材料粒度、粒型以及zeta電位的表征技術(在線分享)
周紫薇 馬爾文帕納科公司
馬爾文和帕納科兩個國際大牌儀器廠商整合了各自的優勢,為鋰電行業提供包括檢測正負極材料、電極漿料的粒度、在線粒度分析系統;為顆粒形貌提供自動圖像分析系統;為漿料穩定性提供納米粒度和zeta電位分析系統;為化學成分分析提供X射線熒光分析系統;為晶相研究提供XRD(X射線衍射分析系統)等。值得稱道的是,他們不僅提供相關檢測設備,并且積累了豐富的問題解決方案,明白測試背后的目的和意義!
報告8:鈉離子電池及其產業發展關鍵技術(在線分享)
王先友 湘潭大學 教授
鈉離子電池是近年來新能源產業的新風口,可謂是萬眾矚目。王博士對鈉離子電池的優勢及未來的發展前景表示認可。他認為,要讓鈉離子電池在工業上得到持續應用,材料體系優化是根本,不僅可讓鈉離子電池材料成本進一步降低,還能進一步提升其性能。因此在報告中對鈉離子電池的關鍵材料——正極材料及負極材料的選擇標準及代表材料的做了簡要介紹,并對幾種重點材料的制備及改性機理研究作了詳細闡述。
報告9:微波誘導燃燒法制備錳酸鋰正極材料及其性能研究
蘇長偉 湖南工程學院 教授
尖晶石錳酸鋰是一種已成功商業化的低成本電池材料,雖然應用前景優良,但也面臨著循環壽命不足與容量衰減的挑戰。蘇教授認為,微波誘導液相燃燒法是一種有前景的制備工藝,使用這種經過優化的工藝,不僅合成速度非常快,僅需5min,而且所制備出的錳酸鋰在經過長循環后還能夠保持原有的晶體結構。報告中他對該技術的工藝重點進行了敘述,并提出幾種用于提升尖晶石錳酸鋰循環性能的策略,如使用輔助燃料、摻雜元素Ni、Cu等。
報告10:鋰離子電池富鋰錳基正極材料的可控制備與性能研究
王振波 深圳大學 教授
業界對高能量密度電池的需求,使得新型電極材料——富鋰錳基材料開始受到關注。但要產業化,這種材料仍存在待解決的問題,如電極動力學反應遲緩、循環過程中電壓衰減快。王教授認為,要提高富鋰錳基材料性能,需要降低不可逆容量損失、提高倍率性能、以及抑壓電壓衰減。報告中,王振波教授對自己的研究思路進行了分析和總結,主要內容有以下幾方面:富鋰錳基正極材料的晶粒生長調控、富鋰錳基電極的優化設計、富鋰材料的結構調控及改性研究、富鋰材料的電壓滯后及衰減機制的研究。
報告11:氫能與碳材料及裝備
霍同國 湖南頂立科技股份有限公司 博士
氫能是一種生態友好、儲量豐富的新能源,近年來受到國際社會的關注,我國作為世界最大的制氫國近年來各地也出臺了大量相關政策,業界認為氫能有望在交通運輸領域中以氫燃料電池的形式率先實現商業化。報告中,霍博士為我們介紹了兩種氫燃料電池中的以碳為原料的核心組件——碳紙以及石墨雙極板,并向我們匯報了湖南頂立所開發的連續制備系統的研制進程以應用案例,以及智能傳動技術、微量氧元素控制技術、爐膛抗污染技術、副產物高效捕集等關鍵技術。
報告12:電池材料粒度測量中被誤導的幾個參數
張福根 珠海真理光學儀器有限公司 博士
粒度分布是電池粉體材料的重要技術指標,而激光粒度儀是電池行業粒度測量的主流設備。但業內可能會有部分從業人員被誤導,以為D0和D100這樣所謂的最小粒和最大粒是可以通過激光粒度儀被測量出來的。張福根博士在他的報告中,以一種負責任的專業態度介紹了激光粒度儀的工作原理,對激光衍射法測不出“最大粒/最小粒”的原因進行了總結,并向大家展示了D0/D100結果不可信的實驗驗證結果,以及對粗顆粒的科學表征方法給出了建議。
報告13:比表面積及孔徑分析對硬碳性能的影響
牛宇鑫 北京精微高博儀器有限公司 市場經理
硬碳負極材料具有最低的充放電平臺,可確保高全電池電壓,被認為是最可能率先實現工業化的鈉離子電池負極材料。報告中,牛宇鑫博士對硬碳材料的特性以及優化方法進行了介紹,強調其顆粒尺寸、孔結構、比表面積直接關聯硬碳材料儲鈉性能,如孔隙率可預測硬碳容量、孔結構/化學結構可調控硬碳性能等。總之,硬碳材料的孔結構特性在研發過程不可忽視,因此在儀器選擇上必須加以關注。
報告14:清潔碳源硅負極的制備和研究
張亞光 中南大學 博士
業界普遍認為,硅負極相對于傳統的石墨負極理論上擁有其10倍的比容量,因此更合適做高容量密度以及快充電池的負極選擇。報告中,張亞光博士對硅負極材料的優缺點、電化學反應機理以及碳包覆的結構設計進行了介紹。他認為,利用安全、清潔的碳源制備三維預留孔容碳/納米硅復合結構是值得研究的課題,并在接下來的報告中為觀眾匯報了課題組的研究進展,發現CO2比C2H2作為碳源時制備的材料具有好的循環型和倍率性能,更能助力“雙碳”工作。
報告15:新能源材料制備和使用過程中的在線黏度測量和控制技術
丁曉炯 笙威工程技術服務(上海)有限公司 技術總監
新能源行業中,黏度的測量隨處可見,如鋰電領域及燃料電池中漿料的制備等。丁總監認為,測量黏度的最佳時機,就是使用在線黏度計進行產品在線檢測,可達到監測及控制濃度、評測流變性、工藝控制等目的——比如鋰電池的涂布工序,在控制涂布機的參數前,首先要控制漿料的黏度,更能保障產品穩定性。除此之外,丁總監在報告中還對黏度測量的方法進行介紹并簡要分析了在線黏度計使用中的常見問題。
報告16:新掃描電鏡在新能源材料的應用
矯昱瀟 北京中科科儀股份有限公司 電鏡事業部高級應用經理
在新能源產業中,掃描電子顯微鏡(SEM)由于具有分辨率高、應用范圍廣等優點,是新能源材料研發、生產、工藝改進的一種重要手段。矯昱瀟經理在報告中簡要介紹了SEM樣品制備的方法,對觀測電池正極(磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、四氧化三鈷、四元正極)、負極(人造石墨、氧化亞硅)、隔膜(質子交換膜、陶瓷隔膜)等多種材料進行了細節講解,并詳述了圖像后處理及分析以及成分元素組成分析的操作方法及原理。
報告17:鋰電動力或儲能系統的狀態評價、故障診斷與熱安全管控
蔣方明 中國科學院廣州能源研究所 研究員
近年來鋰離子電池的安全性研究成為了電池領域的研究熱點,尤其是有效的熱管理手段。蔣方明研究員在其報告中簡要解析了鋰電(系統)安全問題的觸發機制,詳述了電池狀態的評價、故障的診斷方法,并告訴我們該如何通過有效熱管理實現電池(系統)的安全管控,從而避免或控制安全事故的發生。
報告18:國際國內鋰鈉電池標準化最新動態(在線分享)
何鵬林 工信部標準研究院 副主任
標準是對一定時期內成熟技術的總結,可用于指導產業、技術的發展,但新產業、新技術、新應用是不斷涌現的,電池的標準化工作也在與時俱進中。報告中,何鵬林老師匯報了最新的鋰離子電池國際/國內標準化工作。此外,對于正處于風口的鈉離子電池,也有對其行業標準制修訂工作的最新進展和未來趨勢作介紹。
報告19:碳基可印刷鈣鈦礦光伏技術(在線分享)
張堅 桂林電子科技大學 教授、博導、院長
鈣鈦礦光伏電池器件穩定性問題,低成本碳基鈣鈦礦光伏電池工藝重復性問題,這是橫亙業界的兩大難題。張堅教授團隊使用碳材料取代貴金屬電極,常溫(低溫)制備的全球首個可印刷介觀(介于宏觀與微觀之間的一種體系)鈣鈦礦光伏組件,從2019年穩定運行至今,其最高效率也從19%一步步提升到23%,24%……
報告20:超高壓技術在鐵鋰材料制備中的應用(在線分享)
王力臻 鄭州輕工業大學 教授、副院長
針對鐵鋰材料振實密度小,電導率低等不足的問題,王力臻教授分享了其對市售LFP前驅體以及通過凝膠溶膠和高溫固相法摻碳的LFP同樣進行超高壓技術處理的實驗數據,用數字驗證了一種成本可控的鐵鋰材料性能提升新策略。
報告21:廢舊鋰離子電池綜合利用產業現狀與發展趨勢(在線分享)
錢海云(代曹國慶 副秘書長 廢舊鋰離子電池交易與環境管理服務平臺)
3C、儲能、動力為代表的三大鋰電市場容量巨大,且儲能和動力近年來爆發式增長,其中一部分早期投入市場的商品已面臨退役。截至2022年,已有20萬噸的廢舊鋰電池(25GWh),預計在2025年數字將會來到78萬噸。相關產業都有哪些機會呢?
報告22:預鋰化鋰離子動力電池及發展趨勢
張貴萍 廣州鵬輝能源科技股份有限公司 博士、研究院副院長
LFP高首效(95%)需要正極補鋰,三元材料低首效(88%)則需要對其硅氧負極等負極補鋰。不僅鋰電池需要補鋰(預鋰化),鈉電更要補鈉,否則難以真正產業化。鵬輝能源將補鋰、補鈉做成了特色,做成了體系,做成了公司的核心科技。
報告23:長循環、低成本鈉離子電池研發與產業化(在線分享)
王鳳 桂林電子科技大學 博士/副教授
王鳳博士介紹了美、日、歐的材料技術路線,分析了不同路線的優劣,繼而展開了桂電科研團隊的“錳基層狀鈉離子正極材料”的攻關項目的進展,這種以鎳、錳、鐵為主要原材料的路線成本優勢顯著;負極匹配以廣西蔗糖產業的副產品甘蔗渣(千噸級)硬碳,著實讓人看到了鈉離子電池結結實實的進步!
報告24:新型二維材料的規模化制備及在鋰電池硅基負極中的應用(在線分享)
楊樹斌 北京航空航天大學 教授、國家杰青
目前高鎳三元體系鋰電池以搭配硅基負極為主。硅負極存在電導率低和體積變化大的劣勢,楊教授開發的拓撲轉化法技術可以低成本制備單層率達91%的MXene(邁科烯),利用其優異的鋰成核特性開發鋰電池高安全導電漿料,利用其優異柔軟 性開發高容量鋰電池硅基復合負極材料,利用其優異的親鋰特性開發固態電池高容量無枝晶金屬鋰電極,目前正通過濟南三川新材料科技有限公司進行產業放大生產,值得期待!
小結
從會議報告的數量和質量,可以看到主辦方的努力和誠意,從咨詢報名的情況可以看到產業界的熱情和期待,只是新冠疫情肆虐造成的不可抗力給本次活動帶來了巨大挑戰。但是我們挺住了,不是么?!報告專家有的強撐病體,有的挺不住卻又托付同事、弟子代替,實在未能成行分享報告的也發來視頻,線下不遠千里來到現場的還有身體抱恙卻堅持線上學習的朋友們,你們都是鼓勵我們堅持戰斗的力量源泉。在后疫情時代,愿本次活動成為點燃經濟全面復蘇的一點小火花,成為點亮產業發展征途的一盞路燈!各位共勉。
粉體圈會務組
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作者:粉體圈
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