一文了解青島能源所武建飛研究組

武建飛，中國科學院青島生物能源與過程研究所（簡稱：中科院青島能源所）先進儲能材料與技術研究組負責人。日本東京工業大學博士學位，先后在日本東北大學、東京工業大學、日本電子（JEOL）、韓國三星中央研究所等新能源技術研發機構從事儲能材料和器件開發，海外開發研究工作長達20年，主持或參與了多項日本NEDO、國家自然科學基金、山東省重大國際合作等項目，在國際重要學術期刊上發表論文30余篇，獲得海外公開專利70余項，深刻了解未來新能源產業的世界前沿科學及技術需求，掌握新能源產業世界發展前景與布局。

研究組主要研究方向包括硫化物固體電解質和全固態鋰電池、鋰離子電池正極材料、鋰離子電容器等。

硫化物固體電解質和全固態鋰電池

武建飛帶領團隊自2016年開始布局硫化物全固態電池的研究工作。研究組自主開發了高性能硫化物固體電解質制備技術、電極包覆及連續涂布技術、超薄電解質膜制備及轉印技術以及高性能軟包電池制備技術等多項新技術，開發出具備優異倍率、循環和低溫性能的全固態軟包電池。5 C倍率放電容量保持率為63.7%；-20℃放電比容量為室溫的81%（0.1 C）；率先突破全固態軟包鋰電池循環壽命差的技術難點，成功開發出長循環壽命的全固態軟包鋰電池，循環4000次，容量保持率為80%。

1月28日，由武建飛研究組完成的無機硫化物全固態電池關鍵技術開發項目，在青島通過了由中國化工學會組織的成果鑒定。由中國科學院院士、南開大學副校長陳軍等9位專家組成的鑒定委員會一致認為，該項目通過自主創新，技術成熟，研究成果達到國際先進水平，部分成果國際領先。

據中科院青島能源所4月10日消息，武建飛研究組在硫化物電解質研究取得新進展，解決了硫化物全固態電池疊層工藝的行業痛點及瓶頸問題，打通了硫化物全固態電池的大型車載電池制作工藝的最后一道難關，在硫化物軟包電池疊片技術上取得關鍵性突破。研究團隊制備的多層疊片軟包電池循環300次，容量幾乎不衰減，性能還在繼續測試中。目前，研究團隊正在進行20Ah硫化物全固態電池成型生產線落地籌備工作，并與上下游產業方合作，加速技術的研發和驗證過程，力爭2026年率先實現硫化物全固態電池批量化生產。

鋰離子電池正極材料

武建飛研究組已基本掌握NCA、富鋰錳基等高比能正極材料的前端燒結制備技術。

在高鎳三元正極材料方面，武建飛研究組巧妙設計，通過由內而外修飾方法成功開發出一種氧化鋁包覆的鎂摻雜NCA（Al2O3@Mg/NCA）體系。以該方式構建的NCA材料具有穩定的內部結構，通過抑制材料內部相變和陽離子摻雜，在抑制副反應發生的同時實現了體系內部快速的電子傳輸。在1C的倍率下，電池歷經250次循環，容量仍能保持在95%以上。該工作為NCA材料的商業化奠定了相關基礎，也為動力電池正極材料的設計與改性提供了新的發展思路。

富鋰錳基正極材料因其高比容量、高能量密度、低成本等優點，非常適合用于新一代高能量密度鋰離子動力電池。但是其材料自身低首效、循環及倍率性能差、電壓衰降嚴重的本征缺陷，以及缺乏相匹配高壓電解液等問題制約了商業化應用和發展。武建飛研究組獨辟蹊徑，通過電解液一步法原位改性，成功開發出一種全性能富鋰錳基電池體系，解決了富鋰錳基正極材料循環和倍率性能差、電壓衰降嚴重等商業化應用技術瓶頸，改性策略簡單易行，推動了富鋰錳基正極材料向商業化應用轉化。

鈷作為正極材料主要成分，因其資源稀缺和價格高昂，已經成為制約鋰離子電池行業供應鏈的關鍵因素之一，低鈷甚至無鈷逐漸成為了電池發展的趨勢。武建飛研究組創新性地開發出了無鈷富鋰錳基正極材料、無鈷二元正極材料、磷酸鐵鋰正極材料等低成本、性能優異的無鈷正極材料。

鋰離子電容器

在高性能碳基鋰離子電容器關鍵產業技術項目上，武建飛研究組創制了新型集流體加工方式、開發了新型涂布模式，具備高度創新性，打破了國外技術壟斷，實現電極國產化制造。

研究組首創常溫電化學負極預嵌鋰技術，打破傳統高溫預嵌鋰技術，降低能耗及成本，所生產的鋰電容低溫性能優異 (-20℃ 10C，容量保持64.81%)，倍率性能也具有優勢（18秒 200C，容量保持78.2%），單體循環壽命突破50萬次循環，容量保持80%，產品壽命指標優于國際同類產品。該技術成果將促進電容器產品更新換代，下一步將正式應用于軌道交通能量回收領域，并在新能源汽車、智能電網、風光發電等領域具備巨大應用潛力。

據了解，超級電容器被《中國制造2025》收錄為軌道交通核心儲能部件，并在2016年成為工業強基支持的核心基礎零部件。鋰離子超級電容器在國內的市場前景廣闊，但是關鍵電極的制備技術基本掌握在國外企業手中，國內企業對國產技術翹首以盼。而研究組在進行技術的成功攻關之后，在萊西先建成了一條先進的鋰離子超級電容器關鍵電極生產線及電解液生產線，實現了高容量、高質量、高產出的鋰離子超級電容器關鍵電極的工程化制備。該平臺的建設使鋰離子超級電容器進入國產化的新階段。

并且這項技術同樣被由中國科學院院士、南開大學副校長陳軍，中石油石油化工研究院教授級高工胡杰等9位專家組成的評價委員會一致認為達到了國際先進水平，部分技術國際領先。

參考來源：

青能所高性能碳基鋰離子電容器關鍵產業技術及無機硫化物全固態電池關鍵技術攻關科技成果評價會圓滿成功.中國科學院青島能源所

青島能源所硫化物全固態電池中試技術取得重大突破.中國科學院青島能源所

青島能源所硫化物全固態電池中試技術取得重大突破.中國科學院青島能源所

青島能源所高性能碳基鋰離子電容器產業化技術取得重要突破.中國科學院青島能源所

青島能源所鋰電池正極材料研究取得突破.中國科學院青島能源所

中國科學院青島生物能源與過程研究所官網、官微等

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