訪(fǎng)問(wèn)對(duì)象：

復(fù)旦大學(xué) 材料科學(xué)系 王飛教授

王飛教授 履歷

· 2023-2024，復(fù)旦大學(xué)，材料科學(xué)系，教授

· 2020-2023，復(fù)旦大學(xué)，材料科學(xué)系，青年研究員

· 2018-2020，麻省理工學(xué)院，材料科學(xué)與工程系，博士后

· 2015-2018，馬里蘭大學(xué)，化學(xué)與生物分子工程系，博士后

· 2010-2015，復(fù)旦大學(xué)，化學(xué)系，博士

王飛教授主要研究方向：

1.固態(tài)電解質(zhì)

2.高電壓水系電池及相關(guān)電解液體系

3.高安全性有機(jī)鋰/鈉離子電池電解液

王飛教授專(zhuān)訪(fǎng)記錄：

東揚(yáng)精測(cè)（TOYO）：

關(guān)于復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系在電池材料領(lǐng)域的各種研究課題與方向（特色部分）能介紹一下嗎？

王飛教授:

復(fù)旦大學(xué)材料系對(duì)電池的各種材料研究都有涉及，其中較為有特色的是鈉電池和全固態(tài)電池。針對(duì)固態(tài)電池，我們以氧化物及氫化物電解質(zhì)為主，氫化物材料的研究在國(guó)內(nèi)尚不多見(jiàn)，是我們的特色之一。

東揚(yáng)精測(cè)（TOYO）：

請(qǐng)問(wèn)教授您是研究哪類(lèi)電池材料體系？這種材料相比當(dāng)前普通材料有哪些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)？

王飛教授:

除了鈉電池和鋰電池的硅負(fù)極外，我主要研究全固態(tài)電池，特別是以氫化物為主的電解質(zhì)材料，氫化物材料相對(duì)于氧化物和硫化物的優(yōu)勢(shì)是對(duì)金屬鋰比較穩(wěn)定，加工性好，成本較低，具備成為高安全和高性?xún)r(jià)比電池的潛力。

東揚(yáng)精測(cè)（TOYO）：

您在固態(tài)電解質(zhì)方面的研究引起了廣泛關(guān)注，您能分享一下您的團(tuán)隊(duì)在這個(gè)領(lǐng)域的主要進(jìn)展，突破，以及面臨的挑戰(zhàn)課題嗎？

王飛教授:

針對(duì)固態(tài)電池材料，特別是氫化物電解質(zhì)，我們正在研究電極和電解質(zhì)材料的組合配方，就像我們?yōu)槭裁词冀K要測(cè)界面的性質(zhì)，就是不同的電解質(zhì)，不同的正負(fù)極，組合形成的界面是不一樣的，需要我們不斷地進(jìn)行各種材料組合的嘗試。然后，在電導(dǎo)率改善上，我們主要通過(guò)體相結(jié)構(gòu)的調(diào)控來(lái)提高材料的離子電導(dǎo)率，除了體相調(diào)整之外，我們還通過(guò)轉(zhuǎn)化反應(yīng)在電解質(zhì)和負(fù)極之間形成新的材料層來(lái)減少金屬鋰枝晶的生長(zhǎng)，并改善界面的接觸性能。

目前面臨的挑戰(zhàn)是離子電導(dǎo)率比較低，枝晶的生長(zhǎng)也比較嚴(yán)重，目前對(duì)氫化物體系的枝晶生長(zhǎng)的機(jī)理仍然不是特別的明確，所以抑制難度比較大，這是當(dāng)前最大的一個(gè)課題。

關(guān)于全固態(tài)電池材料的EIS測(cè)試經(jīng)驗(yàn)以及LN-Z2-HF高頻阻抗設(shè)備的使用感受

東揚(yáng)精測(cè)（TOYO）：

在研究電池材料的電化學(xué)性能，特別是阻抗分析上，您的團(tuán)隊(duì)主要運(yùn)用哪類(lèi)測(cè)試方法和測(cè)試設(shè)備能簡(jiǎn)單介紹一下嗎？在材料的阻抗測(cè)試上有什么難點(diǎn)或課題嗎？

王飛教授:

我們的測(cè)試設(shè)備比較多樣，主要品牌有Biologic，GAMRY，Solartron和一些國(guó)產(chǎn)設(shè)備，這些設(shè)備主要用作電化學(xué)反應(yīng)測(cè)試和阻抗測(cè)試，在阻抗測(cè)試時(shí)這些設(shè)備很難與變溫控制設(shè)備做系統(tǒng)結(jié)合，往往在自己搭配的變溫系統(tǒng)上又發(fā)生阻抗精度的問(wèn)題，然后在高頻區(qū)阻抗有效信號(hào)衰減嚴(yán)重，無(wú)法得到理想數(shù)據(jù)。

我了解高頻阻抗對(duì)于固態(tài)電解質(zhì)測(cè)試的重要性，過(guò)去在美國(guó)MIT做研究的時(shí)候，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里利用高頻的示波器來(lái)測(cè)試固態(tài)材料，雖然得到一些效果，但是需要人工計(jì)算波形數(shù)據(jù)，對(duì)于精度和效率來(lái)說(shuō)是一個(gè)問(wèn)題。

東揚(yáng)精測(cè)（TOYO）：

您的團(tuán)隊(duì)是否使用過(guò)我司的LN-Z2-HF高頻阻抗設(shè)備？關(guān)于此設(shè)備對(duì)您課題研究的作用，使用效果和期待改善的地方，可以簡(jiǎn)單分享一下嗎？

王飛教授:

LN-Z2-HF高頻阻抗設(shè)備在高頻區(qū)的測(cè)試數(shù)據(jù)十分清晰，對(duì)我們的研究來(lái)說(shuō)非常重要，特別是我們?cè)谘芯啃虏牧系臅r(shí)候需要這個(gè)設(shè)備來(lái)區(qū)分樣品的晶粒電阻和晶界電阻，幫助我們了解材料單體的阻抗本征特性。在明確了材料的本征特性后，我們就可以鑒別變溫或變壓時(shí)的阻抗變化是由顆粒本身的變化引起的，還是顆粒間的相互作用引起的，最終引導(dǎo)我們確定最優(yōu)的材料制備方法和生產(chǎn)工藝。

然后，設(shè)備的全自動(dòng)溫控功能可以方便我們找到最佳的阻抗圓弧觀察條件，并通過(guò)大范圍的溫度變化了解材料的溫度特性，繪制活化能曲線(xiàn)。這些都是此套系統(tǒng)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

不過(guò)，為了應(yīng)對(duì)各種新材料的長(zhǎng)時(shí)間變溫變壓的測(cè)試環(huán)境，我們期待本系統(tǒng)的樣品夾具的耐久性和抗腐蝕能力可以得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。同時(shí)，我們也期待該設(shè)備可以和其他的透射類(lèi)測(cè)試設(shè)備（如透射或掃描電鏡）連用，做到全方位的電化學(xué)綜合分析。

   王飛教授使用LN-Z2-HF高頻阻抗設(shè)備的場(chǎng)景

王飛教授團(tuán)隊(duì)[高能球磨法制備無(wú)定形鈉離子鹵化物固態(tài)電解質(zhì)]的高頻阻抗測(cè)試應(yīng)用案例

對(duì)全固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展的展望

東揚(yáng)精測(cè)（TOYO）:

您的研究領(lǐng)域涉及到新型電化學(xué)儲(chǔ)能材料，對(duì)于未來(lái)能源存儲(chǔ)和碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著重要意義。您能談?wù)勀鷮?duì)新型電化學(xué)儲(chǔ)能材料的前景和應(yīng)用場(chǎng)景的看法嗎？

王飛教授:

新能源的規(guī)模一定會(huì)越來(lái)越大，而以高能量密度/低成本,或高安全/低成本為特征的新型電池應(yīng)該更會(huì)受到研究者或市場(chǎng)的青睞，主要應(yīng)用場(chǎng)景有很多，最近比較受關(guān)注的是低空經(jīng)濟(jì)和大型工商業(yè)儲(chǔ)能。我們期待固態(tài)電池，特別是以安全性為特長(zhǎng)的氫化物體系電池在這些領(lǐng)域的成長(zhǎng)。

東揚(yáng)精測(cè)系統(tǒng)（上海）有限公司

市場(chǎng)部

2024年8月