中國粉體網(wǎng)訊 作為鋰離子電池關(guān)鍵材料之一，負(fù)極材料對(duì)鋰離子電池的最終性能起著至關(guān)重要的作用。2023年2月9-10日，由中國粉體網(wǎng)主辦的“先進(jìn)負(fù)極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇”于山東青島隆重召開。會(huì)議期間，針對(duì)各類負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與國內(nèi)外市場(chǎng)狀況，我們邀請(qǐng)到業(yè)內(nèi)專家學(xué)者、優(yōu)秀企業(yè)代表做客“對(duì)話”欄目，進(jìn)行訪談交流。
前言：目前商品化的負(fù)極材料的比容量非常低，而在研的高比容量負(fù)極材料存在充放電循環(huán)穩(wěn)定性差的問題。
協(xié)同效應(yīng)為一種化學(xué)現(xiàn)象，又稱增效作用�；瘜W(xué)領(lǐng)域的雙金屬或多金屬協(xié)同效應(yīng)，指的是摻雜兩種或多種金屬產(chǎn)生的性能高于其任何一種成分單獨(dú)存在時(shí)產(chǎn)生的性能。這些性能可能指化學(xué)性能。比如催化活性，或者催化壽命的提高。普遍認(rèn)為催化協(xié)同效應(yīng)的產(chǎn)生是源自混雜多于一種活性金屬；或是給質(zhì)子位置的產(chǎn)生；或者是納米顆粒上表面形貌的改變?cè)斐傻碾娮咏Y(jié)構(gòu)的改變。
本期，中國粉體網(wǎng)邀請(qǐng)到了沈陽工業(yè)大學(xué)史發(fā)年教授做客“對(duì)話”訪談欄目，向我們介紹多金屬協(xié)同效應(yīng)如何優(yōu)化鋰離子電池負(fù)極材料的儲(chǔ)鋰性能。
史發(fā)年，沈陽工業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，工學(xué)博士，中國能源學(xué)會(huì)能源與環(huán)境專業(yè)委員會(huì)委員，全國材料新技術(shù)發(fā)展研究會(huì)第一屆理事會(huì)常務(wù)理事。
研究方向：高比容量長循環(huán)壽命鋰離子電池電極材料設(shè)計(jì)；納米多孔半導(dǎo)體光催化劑材料設(shè)計(jì)；廢棄生物質(zhì)回收與功能化研究；多元金屬配位聚合物制備和結(jié)構(gòu)精修。
粉體網(wǎng)：請(qǐng)您先簡單介紹一下您課題組在電池負(fù)極材料方面的科研工作。
史發(fā)年教授：我們目前在鋰離子電池負(fù)極材料方面的研究相對(duì)還是比較基礎(chǔ)，主要是做一些下一代新的負(fù)極材料的研究。我們目前發(fā)表文章比較多，比如2022年我們發(fā)表了20來篇SCI論文，有4篇論文獲得高被引。我們其實(shí)非常想做負(fù)極材料的應(yīng)用研究，但是應(yīng)用需要研究積累，一定要積累。尤其是我們新入職了很多年輕的博士到我們團(tuán)隊(duì)，所以這些研究需要幾年的積累以后才能有應(yīng)用的可能。
但是我本身呢，回國差不多有8年了，我期望，對(duì)于我本人來說，在2023年能夠有應(yīng)用方面的突破。因?yàn)槲覀円郧白龅亩际且恍┛v向的項(xiàng)目，現(xiàn)在打算做橫向項(xiàng)目，比如跟企業(yè)合作這方面的一些突破。
粉體網(wǎng)：您在研究中，經(jīng)常用到的電池負(fù)極協(xié)同改性金屬元素有哪些？
史發(fā)年教授：我們首先選擇一些變價(jià)金屬元素，比如鈷；還有一些比較廉價(jià)的，比如鐵、錳。但是由于我們講究協(xié)同效應(yīng)，就是說，如果一個(gè)結(jié)構(gòu)都是變價(jià)的，在氧化還原反應(yīng)中，它的結(jié)構(gòu)就會(huì)變掉，骨架就會(huì)發(fā)生坍塌。所以我們現(xiàn)在也在想使用一些電化學(xué)惰性的金屬元素，比如稀土元素，像鑭、鈰、釔這些比較穩(wěn)定的金屬元素，搭配電化學(xué)活性的金屬元素，像鈷、鐵、錳等等，合成一些新的化合物。
這里面不同的金屬元素起的作用不一樣。比如鐵、鈷，它們負(fù)責(zé)電化學(xué)活性，負(fù)責(zé)氧化還原反應(yīng)；稀土元素，像鑭、鈰、釔等等，它們不是變價(jià)的金屬元素，它們就負(fù)責(zé)骨架的穩(wěn)定性。
以上，就是我們比較常用的金屬元素。
粉體網(wǎng)：在您的研究過程中，您覺得哪種高比容量負(fù)極材料比較有發(fā)展前景？
史發(fā)年教授：其實(shí)目前，還是感覺硅或者碳包硅，它們確實(shí)比容量很高，成本也比較低�，F(xiàn)在當(dāng)然它也有一些問題，如果解決它的穩(wěn)定性問題，還是比較有前景的。
粉體網(wǎng)：對(duì)于最近比較火的硅基負(fù)極材料，您有沒有相關(guān)方面的研究？
史發(fā)年教授：我一直有這方面的想法，現(xiàn)在硅基負(fù)極做的人很多，其實(shí)我們?nèi)绻麤]有想好就去做的話，只能做追隨者，很難超越。所以如果要做硅的話，我覺得一定要有一個(gè)很好的切入點(diǎn)，這個(gè)切入點(diǎn)最好就是沒有人做過，我們覺得這方面確實(shí)有突破，然后我們就去做。
粉體網(wǎng)：您近期來，側(cè)重的科研工作有哪些進(jìn)展呢？
史發(fā)年教授：我們科研工作主要還是集中在MOF材料，以及MOF材料作為前驅(qū)體轉(zhuǎn)化為金屬氧化物復(fù)合材料，用它來做負(fù)極材料。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安）
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