碳材料在電池領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，且因其具有比容量高、循環(huán)性能好等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)下鋰電池材料的研究焦點(diǎn)。為進(jìn)一步推動(dòng)鋰電池碳材料的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究，傳播最新研究成果和發(fā)展動(dòng)態(tài)，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)《電源技術(shù)》編輯部及中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所于2021年10月29日舉辦了“鋰離子電池碳材料技術(shù)研究進(jìn)展”主題講座。

本次講座采用線上方式進(jìn)行，邀請(qǐng)了國(guó)內(nèi)6位多年從事碳材料研究并取得諸多科研成果的教授專(zhuān)家進(jìn)行主題報(bào)告，共吸引了800余名觀眾報(bào)名參加。

本表格按照實(shí)際報(bào)告順序排序

講座首先由主持人中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所劉兆平研究員致開(kāi)場(chǎng)詞，他首先回顧了今年5月在寧波舉辦的“第三屆電池用碳材料技術(shù)高峰論壇”，并表示該論壇的成功舉辦向人們展示了鋰離子電池碳材料技術(shù)早已不僅僅是停留在學(xué)術(shù)的象牙塔里，而是走向了產(chǎn)業(yè)化商業(yè)化 。會(huì)后許多產(chǎn)業(yè)內(nèi)人士表示希望還能有更深層次的研討，因此誕生了此次的范圍更廣的線上講座。隨后劉兆平研究員對(duì)中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)、《電源技術(shù)》編輯部以及出席此次線上講座的演講嘉賓及觀眾表達(dá)了感謝。

隨后，中南大學(xué)周向陽(yáng)教授以“3060”雙碳目標(biāo)明確以及行業(yè)相關(guān)的國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策為背景，論述了他對(duì)高性能負(fù)極材料的低成本開(kāi)發(fā)的思考。周教授認(rèn)為負(fù)極在鋰離子電池中的重要性不言而喻，而在負(fù)極市場(chǎng)的應(yīng)用中碳負(fù)極占據(jù)了90%的市場(chǎng)份額，雖然目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的為人造石墨負(fù)極，但隨著時(shí)間發(fā)展天然石墨負(fù)極的用量也會(huì)逐漸加大。人造石墨負(fù)極具有倍率性能良好等特點(diǎn)，但制造成本高；而天然石墨負(fù)極的成本雖然較低，但由于各向異性，使得該材料的應(yīng)用受到局限。因此，周教授提出對(duì)于降低人造石墨的成本可以采取尋找新的碳源和開(kāi)發(fā)低成本過(guò)程技術(shù)與裝備的方法；對(duì)于提升天然石墨性能可以采取表面氧化處理、摻雜改性等方式。隨后周教授向大家介紹了6個(gè)高性?xún)r(jià)比碳負(fù)極研制的案例，并對(duì)新型碳素負(fù)極的研究進(jìn)展進(jìn)行了匯報(bào)。

中科院金屬所李峰研究員，進(jìn)行了“石墨負(fù)極現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)”的演講報(bào)告。他為大家詳細(xì)介紹了包括負(fù)極材料要求、負(fù)極材料對(duì)比、石墨材料分類(lèi)等石墨負(fù)極的大致情況。隨后對(duì)天然石墨與人造石墨的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比，并強(qiáng)調(diào)要從綜合性的角度來(lái)評(píng)價(jià)各種材料的使用價(jià)值。李峰研究員也介紹了天然石墨與人造石墨的工藝路線與技術(shù)要點(diǎn)以及資源情況，并對(duì)石墨負(fù)極的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望，他表示雖然石墨負(fù)極的容量已經(jīng)接近理論容量，但依舊面臨性能極限化、生產(chǎn)資金大等挑戰(zhàn)，未來(lái)石墨產(chǎn)業(yè)布局將走向清潔低碳能源地區(qū)、石墨負(fù)極工藝需要綜合考慮節(jié)能減排。

中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所劉兆平研究員總結(jié)了近十年來(lái)出現(xiàn)的各種石墨烯電池技術(shù)，介紹了“石墨烯+鋰電池”方面結(jié)合的研究及開(kāi)發(fā)進(jìn)展，并進(jìn)一步提出了“石墨烯+鋰電池”的產(chǎn)業(yè)化之路。他認(rèn)為未來(lái)石墨烯導(dǎo)電漿料市場(chǎng)將支撐石墨烯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，硅碳負(fù)極市場(chǎng)放量將刺激石墨烯的需求。他也呼吁“石墨烯+鋰電池” 的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展要借鑒碳納米管產(chǎn)業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，縮短石墨烯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展歷程。 

清華大學(xué)化學(xué)工程系魏飛教授主要介紹了單壁碳納米管的批量制備與分散以及硅/陶瓷/碳負(fù)極材料的流化床制備。魏飛教授認(rèn)為陣列碳納米管的產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)了新型鋰離子電池導(dǎo)電劑的進(jìn)步。目前單壁碳納米管的流化床生產(chǎn)問(wèn)題已經(jīng)解決，但硅鋼板導(dǎo)電劑的應(yīng)用還需驗(yàn)證。

中科院蘇州納米所沈炎賓研究員主要介紹了碳鋰復(fù)合負(fù)極材料的研究進(jìn)展。她認(rèn)為金屬鋰電池在能量密度上有明顯優(yōu)勢(shì)，被普遍看作是鋰離子電池之后的新一代電池技術(shù)。然而，金屬鋰極易與空氣和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，且鋰沉積易產(chǎn)生枝晶并形成“死鋰”，影響電池的循環(huán)壽命和安全性，制約其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。近幾年中科院蘇州納米所利用碳材料的親鋰性構(gòu)建了富含鋰沉積位點(diǎn)的微球型金屬鋰-碳（Li-C）復(fù)合材料，有效抑制了鋰枝晶生長(zhǎng)和“死鋰”形成。最后沈炎賓研究員詳細(xì)介紹了鋰碳負(fù)極補(bǔ)鋰技術(shù)及應(yīng)用。

天津大學(xué)化工學(xué)院楊全紅教授面向能源互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，提出電池的“幸福指數(shù)”和“需求層次”的概念；通過(guò)“致密儲(chǔ)能”，把電池做小，克服智能終端所面臨的“空間焦慮”。匯報(bào)剖析致密儲(chǔ)能的重要性以及將石墨烯用于致密儲(chǔ)能的理論基礎(chǔ)和現(xiàn)實(shí)優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)匯報(bào)了基于石墨烯毛細(xì)收縮策略，實(shí)現(xiàn)微米硅/碳負(fù)極穩(wěn)定循環(huán)，獲得高體積能量密度鋰電池的研究進(jìn)展。

“雙碳”背景下儲(chǔ)能電池被賦予了新的時(shí)代使命。此次“鋰離子電池碳材料技術(shù)研究進(jìn)展”線上講座的成功舉辦對(duì)國(guó)內(nèi)鋰離子電池碳材料技術(shù)的研究與發(fā)展具有重要意義。讓我們一起期待未來(lái)鋰離子電池碳材料技術(shù)的新發(fā)展！

（中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì) 劉明妍 ）