中國(guó)粉體網(wǎng)訊 二次能源技術(shù)在近幾十年中受到了全世界各國(guó)的高度重視,,其中鋰離子電池,、鋰硫電池以及燃料電池作為最具前途的二次能源技術(shù),,更是得到了廣泛的關(guān)注和大量的研究,。這些裝置與傳統(tǒng)的能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換裝置相比具有明顯的優(yōu)勢(shì),,比如:更加清潔,更加便攜,,具有更高的能量密度,,具有更高的能量轉(zhuǎn)換效率,具有更長(zhǎng)的使用壽命,,安全性更高,。
電極和電解質(zhì)材料作為能源存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換裝置的關(guān)鍵組成部分更是得到廣大研究工作者的極大重視。原子層沉積(Atomic Layer Deposition,,ALD)技術(shù)作為一種先進(jìn)的涂層技術(shù),由于其原子級(jí)的精度而在超薄涂層材料的沉積方面顯示出巨大的優(yōu)勢(shì),,并已廣泛應(yīng)用于在三元正極材料表面構(gòu)建包覆層,。近年來(lái),ALD技術(shù)在能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換材料研究方面獲得了極大的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用,。
與傳統(tǒng)的材料合成方法進(jìn)行比較而言,,ALD技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出較大優(yōu)勢(shì):首先,ALD技術(shù)可以針對(duì)不同類型材料實(shí)現(xiàn)表面改性,,表現(xiàn)出更加理想的適應(yīng)性,。目前,在ALD反應(yīng)前驅(qū)體的不斷研究、開發(fā)的應(yīng)用的支持下,,ALD技術(shù)在合成上所適用的材料類型也愈發(fā)拓展,;其次,實(shí)踐應(yīng)用ALD技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物生成量更加準(zhǔn)確的把控,,可以根據(jù)具體需求對(duì)材料進(jìn)行設(shè)計(jì)及合成,,使合成材料的結(jié)構(gòu)及實(shí)際性能能夠充分滿足預(yù)期需求;再次,,與其他薄膜制備技術(shù)進(jìn)行比較而言,,依托ALD技術(shù)所完成的薄膜制備,擁有更加理想的細(xì)致,、均一和精密性,,同時(shí)在保形性上也表現(xiàn)出更好的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
三元材料中的高鎳正極,,即622型甚至811型和NCA材料也成為現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)最熱門的正極材料,。但是這些正極材料表面殘留堿含量高,容易吸水,,導(dǎo)致漿料易形成果凍,,而且電池普遍循環(huán)不佳,尤其是高溫下容易脹氣,,熱循環(huán)衰減快,,熱存儲(chǔ)能力差。
PNCD技術(shù)(精準(zhǔn)納米包覆與摻雜技術(shù))在鋰電池電極表面形成致密超薄包覆和摻雜層,,隔絕電解液和活性電極材料的直接接觸,,很大程度上地降低了一系列的副反應(yīng)。通過(guò)篩選合適的包覆與摻雜材料,,電池材料的離子和電子電導(dǎo)率可以得到顯著地提高,,獲得較好的倍率和循環(huán)性能。
為深入探究原子層沉積粉體包覆技術(shù)在電極和電解質(zhì)材料中的應(yīng)用,。2022年2月22-23日,,由中國(guó)粉體網(wǎng)主辦的“第三屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)”將于湖北武漢東方建國(guó)大酒店舉辦,屆時(shí)將邀請(qǐng)來(lái)自江漢大學(xué)的解明教授作《原子層沉積粉體包覆技術(shù)的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化》報(bào)告,。本報(bào)告將對(duì)于PNCD技術(shù)在高電壓鈷酸鋰(4.5V),,高壓(4.4~4.5V)中鎳三元(532和622),中壓(4.2~4.3V)高鎳三元(811和NCA),,以及石墨負(fù)極和固態(tài)電池中的應(yīng)用進(jìn)行討論,。
個(gè)人簡(jiǎn)歷:
解明,男,,博士,,江漢大學(xué)光電化學(xué)材料與器件教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授,,博士生導(dǎo)師。2015年入選湖北省特聘專家,,2017年入選國(guó)家海外高層次人才特聘教授,。主要從事高能量密度柔性鋰電池、原子層沉積粉體包覆技術(shù)在能源材料與器件方面的研究與應(yīng)用,。
主要研究方向:柔性鋰離子電池及ALD納膜包覆技術(shù)
先后在國(guó)際知名雜志上發(fā)表論文30篇,。有12項(xiàng)成果獲國(guó)家、省市或行業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽獎(jiǎng)項(xiàng),,有9項(xiàng)成果獲政府科技立項(xiàng)和資助,,擁有中國(guó)和美國(guó)授權(quán)專利24項(xiàng),超過(guò)70項(xiàng)專利被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局受理,。其中,,柔性電池和原子層沉積粉體包覆技術(shù)均已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段,創(chuàng)辦的公司融資超過(guò)2000萬(wàn),,估值過(guò)億元,。
參考資料:
寇華日,王珂等. 原子層沉積技術(shù)在能源存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)換材料中的應(yīng)用
瞿詩(shī)瑜. 原子層沉積技術(shù)在電池能源領(lǐng)域的應(yīng)用及展望
武康. 原子層沉積技術(shù)改性鋰離子電池高容量正極材料的研究
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