唐永炳:讓電池再輕點,再持久點
                    2017-05-15 13:35:20   來源:中國科技網
                    內容摘要
                    近日,中國科學院深圳先進技術研究院集成所功能薄膜材料研究中心唐永炳研究員及其團隊成功研發出一種新型高性能、低成本的鉀型雙離子電池技術,該成果日前在線發表于國際材料著名期刊《先進材料》上。

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                    唐永炳在中國科學院深圳先進技術研究院集成所功能薄膜材料研究中心分析團隊的實驗數據。


                    ? ? “電量低于80%不敢出門。”隨著大屏智能手機普及,許多人患上了這種“電池焦慮癥”。于是,近年來,充電寶日漸成為手機的最佳拍檔。然而,有人卻力圖改變智能手機依賴充電寶的局面。

                    ? ? 近日,中國科學院深圳先進技術研究院集成所功能薄膜材料研究中心唐永炳研究員及其團隊成功研發出一種新型高性能、低成本的鉀型雙離子電池技術,該成果日前在線發表于國際材料著名期刊《先進材料》上。

                    ? ? 一年時間發表多項突破性研究成果

                    這些碩果的背后,是唐永炳和團隊成員一天工作14個小時,把一年的時間當作兩年來用才有的突破……

                    ? ? “這一次我們發現鉀離子電池技術,是2016年3月團隊首次發現雙離子電池技術后,圍繞該技術各項性能做出優化和繼續前瞻布局的結果。”外表干練的唐永炳向科技日報記者娓娓道來。

                    ? ? 就在一年前,團隊發現的重要科研成果“一種新型高能量密度鋁—石墨雙離子電池”。該成果成為能源材料領域著名期刊《先進能源材料》2016年度瀏覽量最多論文,并被新材料領域的專業媒體評選為“2016年電池領域的十大黑科技”之一。

                    ? ??這一年來,團隊成果又有什么新突破?為什么引來如此多的關注?自從發現了新型鋁—石墨雙離子電池技術后,唐永炳指導團隊兵分三路與時間和自己賽跑。在新的雙離子電池技術方面,他們攻堅克難改善鋁箔負極在充放電過程中的體積變化的問題。近一年的時間,研發出“碳包覆多孔鋁箔負極材料”和“高性能中空界面微結構新型鋁負極材料”。通過對鋁箔負極進行結構設計和界面調控,有效解決了廉價金屬負極材料在充放電過程中的體積膨脹、循環性能差的問題,為產業化奠定了非常堅實的基礎。

                    ? ??與此同時,團隊還從產業化應用的角度出發,在不改變現有鋰電池正極材料的情況下,研發出“具有普適性的鋁箔負極/集流體一體化設計的新型高效低成本鋰電技術”,不僅可以有效降低電池自重和體積,顯著提高質量和體積能量密度,而且大大降低了生產制造成本,同時具有廣泛的普適性。

                    ? ??另一條路,則是繼續在可應用的基礎研究領域進行前瞻布局,他們將活性材料/集流體一體化設計的思路與雙離子電池的優點相結合,并將該設計思路引入其他堿金屬離子體系,分別研發出“基于廉價鈉離子電解液的新型高效雙離子電池技術”和“新型高效低成本鉀離子電池技術”使得基于低成本堿金屬離子的二次電池體系受到廣泛關注。這些研究成果已收錄在國際材料著名期刊《先進材料》和《先進能源材料》上。而這些碩果的背后,則是唐永炳和團隊成員一天工作14個小時,把一年的時間當作兩年來用才有的突破。

                    ? ??“科學研究永無止境,不進則退。我們有了前期基礎,如果不著眼未來,加快布局,機會可能會轉瞬即逝。”唐永炳這樣告訴記者。他們已將多項技術申請發明專利和國際專利,以備產業化布局。

                    ? ??這一系列的新技術是怎樣破土而出?是否有產業化應用前景呢?

                    ? ??新技術讓人著迷,但也要兩條腿走路

                    ? ??當確認結果的重復性后,他馬上召集團隊,一邊在基礎研究做技術突破,一邊著手產業化工作……

                    ? ??在發現電池新技術之前,今年36歲的唐永炳已在這個領域積累了近十年。

                    ? ??2007年,他在中科院沈陽金屬所獲得博士學位,憑借優異的學術成績被導師成會明院士推薦進入香港城市大學李述湯院士的實驗室,這一干就是六年。

                    ? ??2013年8月,在聽聞與香港一江之隔的深圳成立了一個國家級的科研機構,在這里既可以從事科研,又極力推崇產業化應用,還可以指導研究生。他決定離開香港,來到基礎和產業化環境更好的中科院深圳先進院。


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