2023年6月3日,应福州大学石油化工学院汤育欣教授邀请,清华大学深圳国际研究生院周光敏副教授、东北师范大学吴兴隆教授、浙江大学范修林教授来课题组进行交流和访问,并在泉港楼南101优尔报告厅为师生们带来了精彩的学术报告。
1.周光敏副教授做了题为“锂离子电池电极材料的绿色回收与再利用”的学术报告。
周光敏副教授报告现场
随着新能源汽车、各类电子设备的普及,锂离子电池的使用量呈现爆发式增长,随之产生了大量废弃锂离子电池。废弃锂电池中包含有大量的金属资源,处置不当既会造成资源浪费,也有潜在的环境风险。现有的商业化电池回收方法以火法、湿法回收方法为主,二者均需要将失效电池中的电极材料结构破坏到原子程度后进行再提取,用作新电极材料的制备,流程长、成本高,且涉及到高温、强酸等极端条件的应用,经济效益与环境效益堪忧。如何开发创新的清洁回收方法,简化回收流程,开拓回收产物的再利用途径,是电池回收领域的重大挑战。
周光敏副教授针对现有回收方法的缺陷,提出了在分子尺度直接对电极材料进行修复的直接回收思想,设计了低共熔溶剂直接修复失效钴酸锂正极、低温熔融盐修复高失效程度三元正极、多功能溶剂热及有机锂盐再生失效磷酸铁锂等创新回收方法;并对与之匹配的直接回收过程进行了闭环化设计;此外提出了失效电极材料向高性能电极材料、纳米催化剂等产物转化的高值化利用途径,大幅简化了回收流程,规避了极端条件的使用,为电池回收研究与产业提供了新的技术体系与理论指导。
2.吴兴隆教授做了题为“磷酸盐正极材料及其全生命周期再利用”的学术报告。
吴兴隆教授报告现场
在基于“摇椅式”储能机理的碱金属离子电池中,电极材料(尤其是正极材料)对碱金属离子的存储特性起着关键性的作用。对于以共价性框架为主的磷酸盐正极材料,仍然面临着电子导电性差、工作电压偏低等挑战。
吴兴隆教授针对钠离子电池中磷酸盐正极材料,通过晶格调控(高熵化、高电负性阴离子取代、同构阴离子掺杂、非等价态阳离子掺杂等)、精准碳网络构筑和阴阳离子接力复合材料设计等策略,实现的高电压和高能量密度、长循环寿命和优异倍率等储能性能,并分析了其中涉及的提升机理。此外,针对磷酸盐正极基废旧锂离子电池,提出正/负极的同步再利用等新思路,实现了“变废为宝”的绿色回收与循环再利用。
3.范修林教授做了题为“新型锂离子电解液及界面机理研究”的学术报告。
范修林教授报告现场
目前的商用的EC基电解液在4.3 V以上极易在正极表面被氧化,无法形成稳定的正极电解质膜(CEI),严重阻碍了高电压、高能量密度锂电池的发展。另外,在所有的可能的负极材料中,Li金属、石墨、Si各具特色,但与电解液界面反应的机理各不相同,故影响了全电池的电化学性能。
范修林教授从电解液的成分、组成、微观结构以及界面反应等角度出发,试图解析这一系列反应的内在机理。
三位老师的报告引起了与会师生们的浓厚兴趣,与会人员积极参与了讨论环节,与各位教授就相关领域的研究展开了深入交流,进一步促进了学术合作和学科发展。
此次交流活动为福州大学的师生们提供了一个宝贵的学术交流平台。通过学术报告的分享与讨论,推动了跨学科合作,促进了科研成果的共享与创新。相信这样的交流与合作将进一步推动电化学储能领域的发展,并为未来的科研突破奠定坚实的基础。
合影留念