中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：11月24-26日，由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長(zhǎng)沙市人民政府、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的湖南（長(zhǎng)沙）電池博覽會(huì)暨第二屆中國國際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)在長(zhǎng)沙圣爵菲斯大酒店召開。此次大會(huì)主題是“新能源、新機(jī)遇、新高度”。
會(huì)議期間，組委會(huì)邀請(qǐng)了湖南航天天麓新材料檢測(cè)有限公司測(cè)評(píng)技術(shù)中心主任舒心分享主題報(bào)告《儲(chǔ)能材料原位檢測(cè)技術(shù)的科研實(shí)踐》。以下是發(fā)言主要內(nèi)容：
舒心：尊敬的各位專家，各位代表，非常高興匯報(bào)一下儲(chǔ)能材料原位檢測(cè)相關(guān)的一些工作，我們?cè)趦?chǔ)能材料檢測(cè)領(lǐng)域，自主立項(xiàng)研制了基于X射線衍射的原位檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)，這些年利用這一檢測(cè)平臺(tái)開展了一些服務(wù)，在此向各位與會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)和專家進(jìn)行匯報(bào)，報(bào)告主要分為以下四個(gè)方面進(jìn)行介紹。
一、行業(yè)背景
我們企業(yè)作為第三方檢測(cè)服務(wù)機(jī)構(gòu)，這些年服務(wù)了很多電池上下游相關(guān)企業(yè)，我作為消費(fèi)者，也不斷的見證了儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)這些年的快速發(fā)展。近年來以鋰離子電池為主的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常迅速，我們公司剛在寧鄉(xiāng)高新區(qū)成立的時(shí)候，寧鄉(xiāng)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)還集中在電池正極、負(fù)極材料領(lǐng)域，短短幾年就快速發(fā)展到覆蓋材料、電解液、隔膜、電池組和電池包以及回收再利用的全產(chǎn)業(yè)鏈。鋰電池產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)仍然沒有變。
當(dāng)然，目前在應(yīng)用端除了成本之外，制約鋰電池進(jìn)一步應(yīng)用是其性能和安全的取舍，尤其是安全性。作為消費(fèi)者最擔(dān)心的就是電池使用過程的安全問題，在追求高的能量密度、大充放電倍用率和寬使用溫度范圍的前提下，如何解決電池安全問題，是用戶最關(guān)心的問題。鋰離子電池安全事故事故居高不下。如何提高電池安全性能，集中在電池材料的選擇和電池體系的設(shè)計(jì)，我們開發(fā)的儲(chǔ)能材料原位檢測(cè)設(shè)備，也能很好的從電池晶體結(jié)構(gòu)的演變研究電池充放電過程的微觀機(jī)理。
二、天麓公司簡(jiǎn)介
天麓公司成立以來，先后承擔(dān)了國家工信部國家新材料測(cè)試評(píng)價(jià)平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目和國家發(fā)改委中西部?jī)?chǔ)能材料檢測(cè)公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)項(xiàng)目。在湖南省新材料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，尤其是以先進(jìn)儲(chǔ)能材料、航空金屬材料和硬質(zhì)合金等湖南省優(yōu)勢(shì)特色產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，建設(shè)了系統(tǒng)的測(cè)試服務(wù)能力體系。能力覆蓋新材料、藥物、環(huán)保、元器件、可靠性實(shí)驗(yàn)、光伏及充電樁檢測(cè)等領(lǐng)域，在寧鄉(xiāng)、長(zhǎng)沙、株洲建有研發(fā)及實(shí)驗(yàn)基地。
之所以稱之為測(cè)試評(píng)價(jià)平臺(tái)，更多體現(xiàn)在對(duì)新材料產(chǎn)品質(zhì)量的符合性、工藝流程的穩(wěn)定性、服役條件的適用性等領(lǐng)域開展系統(tǒng)的測(cè)試評(píng)價(jià)，解決“有材不好用，好材不敢用”的問題，近年來為很多企業(yè)提供了相關(guān)服務(wù)工作。
三、儲(chǔ)能材料原位檢測(cè)實(shí)驗(yàn)
天麓公司檢測(cè)服務(wù)能力覆蓋電池正極材料、負(fù)極材料、隔膜等領(lǐng)域及便攜式鋰離子電池、軟包電池等，除了依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法開展的服務(wù)之外。更多是在材料體系的原位表征方面。我們選擇了X射線衍射作為原位檢測(cè)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路線，集成X射線的衍射、X射線熒光，電化學(xué)分析三種信號(hào)，開發(fā)統(tǒng)一的控制軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)充放電過程對(duì)電池晶體結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)原位檢測(cè)。針對(duì)鋰離子電池的特點(diǎn)，我們自主設(shè)計(jì)開發(fā)了一套原位檢測(cè)樣品池，根據(jù)客戶要求提供定制化的電池組裝服務(wù)。公司實(shí)驗(yàn)室建有從攪拌、涂布、干燥、封裝在內(nèi)的扣式電池組裝線，實(shí)現(xiàn)從電池材料制備電池后，開展原位檢測(cè)。觀察充放電過程中晶體結(jié)構(gòu)不斷變化、陽離子混排、物相的變化、大周次充放電循環(huán)的電池結(jié)構(gòu)演化規(guī)律。設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)的充、放電，并按照預(yù)設(shè)模式進(jìn)行X射線掃描，采集記錄物相變化。
四、進(jìn)一步深化研究
隨著近年來不斷有新的電池體系出現(xiàn)、包括鈉離子電池、包括液流電池等，我們?cè)粰z測(cè)設(shè)備也需要不斷的改進(jìn)，以滿足不斷發(fā)展的測(cè)試要求。第一個(gè)要解決的是樣品制備的標(biāo)準(zhǔn)化問題，手工制備電池樣品，往往存在不同操作人員間的誤差，我們將在電池實(shí)驗(yàn)室制備的標(biāo)準(zhǔn)化方面開展研究，建立標(biāo)準(zhǔn)的制樣程序。
對(duì)于原位檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)的改進(jìn)，將主要集中在適應(yīng)不同材料的樣品池、比如針對(duì)液流電池的原位樣品池；另一個(gè)方向是更寬溫度場(chǎng)下的原位檢測(cè)，比如從-50攝氏度到70攝氏度這一范圍內(nèi)的X射線原位檢測(cè)技術(shù)。
在儲(chǔ)能材料技術(shù)領(lǐng)域，天麓公司與南京航空航天大學(xué)合作開展了三元富鎳鋰離子電池材料體系的高通量計(jì)算及高通量檢測(cè)技術(shù)研究，希望通過材料性能模型的建立、機(jī)器學(xué)習(xí)方式加速相關(guān)材料體系的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。
同時(shí)，天麓公司在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)上，成立智能檢測(cè)裝備事業(yè)部，協(xié)助企業(yè)開展智慧工廠、無人車間、智能在線檢測(cè)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施。在儲(chǔ)能材料領(lǐng)域，為某企業(yè)客戶提供了一整套電池智能化產(chǎn)線的設(shè)計(jì)及建造。相關(guān)能力在本次展會(huì)也有集中的展示。
簡(jiǎn)單匯報(bào)這么多，謝謝各位領(lǐng)導(dǎo)和專家！
