武建飛，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所（簡(jiǎn)稱：中科院青島能源所）先進(jìn)儲(chǔ)能材料與技術(shù)研究組負(fù)責(zé)人。日本東京工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位，先后在日本東北大學(xué)、東京工業(yè)大學(xué)、日本電子（JEOL）、韓國(guó)三星中央研究所等新能源技術(shù)研發(fā)機(jī)構(gòu)從事儲(chǔ)能材料和器件開發(fā)，海外開發(fā)研究工作長(zhǎng)達(dá)20年，主持或參與了多項(xiàng)日本NEDO、國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省重大國(guó)際合作等項(xiàng)目，在國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文30余篇，獲得海外公開專利70余項(xiàng)，深刻了解未來新能源產(chǎn)業(yè)的世界前沿科學(xué)及技術(shù)需求，掌握新能源產(chǎn)業(yè)世界發(fā)展前景與布局。

研究組主要研究方向包括硫化物固體電解質(zhì)和全固態(tài)鋰電池、鋰離子電池正極材料、鋰離子電容器等。

硫化物固體電解質(zhì)和全固態(tài)鋰電池

武建飛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)自2016年開始布局硫化物全固態(tài)電池的研究工作。研究組自主開發(fā)了高性能硫化物固體電解質(zhì)制備技術(shù)、電極包覆及連續(xù)涂布技術(shù)、超薄電解質(zhì)膜制備及轉(zhuǎn)印技術(shù)以及高性能軟包電池制備技術(shù)等多項(xiàng)新技術(shù)，開發(fā)出具備優(yōu)異倍率、循環(huán)和低溫性能的全固態(tài)軟包電池。5 C倍率放電容量保持率為63.7%；-20℃放電比容量為室溫的81%（0.1 C）；率先突破全固態(tài)軟包鋰電池循環(huán)壽命差的技術(shù)難點(diǎn)，成功開發(fā)出長(zhǎng)循環(huán)壽命的全固態(tài)軟包鋰電池，循環(huán)4000次，容量保持率為80%。

1月28日，由武建飛研究組完成的無機(jī)硫化物全固態(tài)電池關(guān)鍵技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目，在青島通過了由中國(guó)化工學(xué)會(huì)組織的成果鑒定。由中國(guó)科學(xué)院院士、南開大學(xué)副校長(zhǎng)陳軍等9位專家組成的鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為，該項(xiàng)目通過自主創(chuàng)新，技術(shù)成熟，研究成果達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分成果國(guó)際領(lǐng)先。

據(jù)中科院青島能源所4月10日消息，武建飛研究組在硫化物電解質(zhì)研究取得新進(jìn)展，解決了硫化物全固態(tài)電池疊層工藝的行業(yè)痛點(diǎn)及瓶頸問題，打通了硫化物全固態(tài)電池的大型車載電池制作工藝的最后一道難關(guān)，在硫化物軟包電池疊片技術(shù)上取得關(guān)鍵性突破。研究團(tuán)隊(duì)制備的多層疊片軟包電池循環(huán)300次，容量幾乎不衰減，性能還在繼續(xù)測(cè)試中。目前，研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行20Ah硫化物全固態(tài)電池成型生產(chǎn)線落地籌備工作，并與上下游產(chǎn)業(yè)方合作，加速技術(shù)的研發(fā)和驗(yàn)證過程，力爭(zhēng)2026年率先實(shí)現(xiàn)硫化物全固態(tài)電池批量化生產(chǎn)。

鋰離子電池正極材料

武建飛研究組已基本掌握NCA、富鋰錳基等高比能正極材料的前端燒結(jié)制備技術(shù)。

在高鎳三元正極材料方面，武建飛研究組巧妙設(shè)計(jì)，通過由內(nèi)而外修飾方法成功開發(fā)出一種氧化鋁包覆的鎂摻雜NCA（Al2O3@Mg/NCA）體系。以該方式構(gòu)建的NCA材料具有穩(wěn)定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過抑制材料內(nèi)部相變和陽離子摻雜，在抑制副反應(yīng)發(fā)生的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了體系內(nèi)部快速的電子傳輸。在1C的倍率下，電池歷經(jīng)250次循環(huán)，容量仍能保持在95%以上。該工作為NCA材料的商業(yè)化奠定了相關(guān)基礎(chǔ)，也為動(dòng)力電池正極材料的設(shè)計(jì)與改性提供了新的發(fā)展思路。

富鋰錳基正極材料因其高比容量、高能量密度、低成本等優(yōu)點(diǎn)，非常適合用于新一代高能量密度鋰離子動(dòng)力電池。但是其材料自身低首效、循環(huán)及倍率性能差、電壓衰降嚴(yán)重的本征缺陷，以及缺乏相匹配高壓電解液等問題制約了商業(yè)化應(yīng)用和發(fā)展。武建飛研究組獨(dú)辟蹊徑，通過電解液一步法原位改性，成功開發(fā)出一種全性能富鋰錳基電池體系，解決了富鋰錳基正極材料循環(huán)和倍率性能差、電壓衰降嚴(yán)重等商業(yè)化應(yīng)用技術(shù)瓶頸，改性策略簡(jiǎn)單易行，推動(dòng)了富鋰錳基正極材料向商業(yè)化應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

鈷作為正極材料主要成分，因其資源稀缺和價(jià)格高昂，已經(jīng)成為制約鋰離子電池行業(yè)供應(yīng)鏈的關(guān)鍵因素之一，低鈷甚至無鈷逐漸成為了電池發(fā)展的趨勢(shì)。武建飛研究組創(chuàng)新性地開發(fā)出了無鈷富鋰錳基正極材料、無鈷二元正極材料、磷酸鐵鋰正極材料等低成本、性能優(yōu)異的無鈷正極材料。

鋰離子電容器

在高性能碳基鋰離子電容器關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)技術(shù)項(xiàng)目上，武建飛研究組創(chuàng)制了新型集流體加工方式、開發(fā)了新型涂布模式，具備高度創(chuàng)新性，打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)電極國(guó)產(chǎn)化制造。

研究組首創(chuàng)常溫電化學(xué)負(fù)極預(yù)嵌鋰技術(shù)，打破傳統(tǒng)高溫預(yù)嵌鋰技術(shù)，降低能耗及成本，所生產(chǎn)的鋰電容低溫性能優(yōu)異 (-20℃ 10C，容量保持64.81%)，倍率性能也具有優(yōu)勢(shì)（18秒 200C，容量保持78.2%），單體循環(huán)壽命突破50萬次循環(huán)，容量保持80%，產(chǎn)品壽命指標(biāo)優(yōu)于國(guó)際同類產(chǎn)品。該技術(shù)成果將促進(jìn)電容器產(chǎn)品更新?lián)Q代，下一步將正式應(yīng)用于軌道交通能量回收領(lǐng)域，并在新能源汽車、智能電網(wǎng)、風(fēng)光發(fā)電等領(lǐng)域具備巨大應(yīng)用潛力。

據(jù)了解，超級(jí)電容器被《中國(guó)制造2025》收錄為軌道交通核心儲(chǔ)能部件，并在2016年成為工業(yè)強(qiáng)基支持的核心基礎(chǔ)零部件。鋰離子超級(jí)電容器在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)前景廣闊，但是關(guān)鍵電極的制備技術(shù)基本掌握在國(guó)外企業(yè)手中，國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)技術(shù)翹首以盼。而研究組在進(jìn)行技術(shù)的成功攻關(guān)之后，在萊西先建成了一條先進(jìn)的鋰離子超級(jí)電容器關(guān)鍵電極生產(chǎn)線及電解液生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了高容量、高質(zhì)量、高產(chǎn)出的鋰離子超級(jí)電容器關(guān)鍵電極的工程化制備。該平臺(tái)的建設(shè)使鋰離子超級(jí)電容器進(jìn)入國(guó)產(chǎn)化的新階段。

并且這項(xiàng)技術(shù)同樣被由中國(guó)科學(xué)院院士、南開大學(xué)副校長(zhǎng)陳軍，中石油石油化工研究院教授級(jí)高工胡杰等9位專家組成的評(píng)價(jià)委員會(huì)一致認(rèn)為達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，部分技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先。

參考來源：

青能所高性能碳基鋰離子電容器關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)技術(shù)及無機(jī)硫化物全固態(tài)電池關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)科技成果評(píng)價(jià)會(huì)圓滿成功.中國(guó)科學(xué)院青島能源所

青島能源所硫化物全固態(tài)電池中試技術(shù)取得重大突破.中國(guó)科學(xué)院青島能源所

青島能源所硫化物全固態(tài)電池中試技術(shù)取得重大突破.中國(guó)科學(xué)院青島能源所

青島能源所高性能碳基鋰離子電容器產(chǎn)業(yè)化技術(shù)取得重要突破.中國(guó)科學(xué)院青島能源所

青島能源所鋰電池正極材料研究取得突破.中國(guó)科學(xué)院青島能源所

中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所官網(wǎng)、官微等

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