【會(huì)議報(bào)告】電化學(xué)儲(chǔ)能無(wú)定形炭材料結(jié)構(gòu)調(diào)控及技術(shù)開(kāi)發(fā)

中國(guó)粉體網(wǎng)訊  炭材料作為新能源領(lǐng)域的核心材料之一，廣泛應(yīng)用于超級(jí)電容器、鋰離子電池、鈉離子電池等儲(chǔ)能器件。隨著全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型加速，新能源車(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)、消費(fèi)電子等領(lǐng)域?qū)Ω咝阅芴坎牧闲枨蠹ぴ觯袠I(yè)迎來(lái)高速發(fā)展期。

在眾多炭材料中，根據(jù)石墨化難易程度和微觀結(jié)構(gòu)特征，可將其分為石墨和無(wú)定形碳兩大類(lèi)。其中，石墨具有高度有序的層狀結(jié)構(gòu)，是目前鋰離子電池負(fù)極材料的主流選擇；而無(wú)定形碳則因其獨(dú)特的無(wú)序結(jié)構(gòu)和可調(diào)控的性能，在新型儲(chǔ)能器件中展現(xiàn)出巨大潛力。無(wú)定形碳的微觀結(jié)構(gòu)介于完全無(wú)序和部分有序之間，這種特殊的結(jié)構(gòu)使其既保留了碳材料優(yōu)異的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性，又可通過(guò)調(diào)控前驅(qū)體和制備工藝實(shí)現(xiàn)性能的精準(zhǔn)定制。

無(wú)定形碳包括硬炭和軟炭，硬炭是指在2500℃以上也很難石墨化的炭材料，因其高的機(jī)械硬度而得名，制備硬炭材料的前驅(qū)體常見(jiàn)的有生物質(zhì)、合成聚合物和化石燃料等。軟炭是一種低溫下形成石墨化程度較低的無(wú)定形炭，而在2500℃以上能夠完全石墨化形成具有較高石墨化程度的炭材料。制備軟炭材料的前驅(qū)體主要包括石油化工原料及其下游產(chǎn)品，如煤、瀝青、石油焦等。

而多孔炭則是一種具有大量孔隙結(jié)構(gòu)的炭材料，其孔隙可分為微孔（＜2nm）、中孔（2-50nm）、大孔（＞50nm）三類(lèi)。多孔炭具有比表面積大、導(dǎo)電性能優(yōu)良、耐酸堿腐蝕等特點(diǎn)，常見(jiàn)的多孔炭有活性炭、炭氣凝膠等。

近年來(lái)，以硬炭、軟炭和多孔炭為代表的無(wú)定形炭材料在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域中扮演著越來(lái)越重要的角色。相較于石墨材料，無(wú)定形炭前驅(qū)體來(lái)源廣泛、結(jié)構(gòu)難以精確描述、儲(chǔ)能行為復(fù)雜多樣，給學(xué)術(shù)研究和工程化放大都帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。

針對(duì)各類(lèi)負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)狀況，中國(guó)粉體網(wǎng)將于2025年6月24-25日在安徽·合肥舉辦第二屆硅基負(fù)極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨2025CVD硅碳負(fù)極材料前沿技術(shù)論壇。大會(huì)旨在為負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈上中下游企業(yè)搭建深度交流的平臺(tái)，開(kāi)展產(chǎn)、學(xué)、研合作，助推負(fù)極材料行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。屆時(shí)，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所的蘇方遠(yuǎn)研究員將作題為《電化學(xué)儲(chǔ)能無(wú)定形炭材料結(jié)構(gòu)調(diào)控及技術(shù)開(kāi)發(fā)》的報(bào)告。

本報(bào)告將結(jié)合團(tuán)隊(duì)在以生物質(zhì)、煤和瀝青為前驅(qū)體開(kāi)發(fā)無(wú)定形炭材料的研究基礎(chǔ)，系統(tǒng)闡述儲(chǔ)能用無(wú)定形炭的結(jié)構(gòu)調(diào)控方法以及在鋰離子電池、鈉離子電池和超級(jí)電容器中的儲(chǔ)能行為，并結(jié)合工程化放大經(jīng)驗(yàn)分享體會(huì)。

專(zhuān)家簡(jiǎn)介：

蘇方遠(yuǎn)，男，博士，中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所研究員、課題組長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)博士生導(dǎo)師，中國(guó)科學(xué)院青促會(huì)會(huì)員、中國(guó)科學(xué)院特聘研究崗位、山西省“三晉英才”優(yōu)秀青年人才、IEC TC113工作組專(zhuān)家。主要從事炭材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、構(gòu)效關(guān)系解析及電化學(xué)儲(chǔ)能器件研究工作。近5年來(lái)主持及參與了包括國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃在內(nèi)的20余項(xiàng)科研項(xiàng)目。在Adv. Mater., ACS Energy Lett.，Energy Storage Mater.等刊物發(fā)表SCI論文50余篇，申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利23余項(xiàng)，參與制定國(guó)內(nèi)/IEC標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、參與編寫(xiě)中英文專(zhuān)著3部，獲軟件著作權(quán)3項(xiàng)，曾獲中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、天津市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)。

參考來(lái)源：

孟慶施《鈉離子電池?zé)o定形碳負(fù)極材料研究》

孟令強(qiáng)《鋰離子電池?zé)o定形炭負(fù)極材料制備及低溫電化學(xué)性能研究》

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