訪問對象：復旦大學 材料科學系 王飛教授

王飛教授 履歷

• 2023-2024，復旦大學，材料科學系，教授
• 2020-2023，復旦大學，材料科學系，青年研究員
• 2018-2020，麻省理工學院，材料科學與工程系，博士后
• 2015-2018，馬里蘭大學，化學與生物分子工程系，博士后
• 2010-2015，復旦大學，化學系，博士

王飛教授主要研究方向：

1.固態電解質

2.高電壓水系電池及相關電解液體系

3.高安全性有機鋰/鈉離子電池電解液

王飛教授專訪記錄：

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東揚精測（TOYO）：
關于復旦大學材料科學系在電池材料領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:
復旦大學材料系對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電池。針對固態電池，我們以氧化物及氫化物電解質為主，氫化物材料的研究在國內尚不多見，是我們的特色之一。

東揚精測（TOYO）：
請問教授您是研究哪類電池材料體系？這種材料相比當前普通材料有哪些特點和優勢？
王飛教授:
除了鈉電池和鋰電池的硅負外，我主要研究全固態電池，特別是以氫化物為主的電解質材料，氫化物材料相對于氧化物和硫化物的優勢是對金屬鋰比較穩定，加工性好，成本較低，具備成為高安全和高性價比電池的潛力。

東揚精測（TOYO）：
您在固態電解質方面的研究引起了廣泛關注，您能分享一下您的團隊在這個領域的主要進展，突破，以及面臨的挑戰課題嗎？

王飛教授:

針對固態電池材料，特別是氫化物電解質，我們正在研究電和電解質材料的組合配方，就像我們為什么始終要測界面的性質，就是不同的電解質，不同的正負，組合形成的界面是不一樣的，需要我們不斷地進行各種材料組合的嘗試。然后，在電導率改善上，我們主要通過體相結構的調控來提高材料的離子電導率，除了體相調整之外，我們還通過轉化反應在電解質和負之間形成新的材料層來減少金屬鋰枝晶的生長，并改善界面的接觸性能。

目前面臨的挑戰是離子電導率比較低，枝晶的生長也比較嚴重，目前對氫化物體系的枝晶生長的機理仍然不是特別的明確，所以抑制難度比較大，這是當前大的一個課題。

關于全固態電池材料的EIS測試經驗以及LN-Z2-HF高頻阻抗設備的使用感受

東揚精測（TOYO）：
在研究電池材料的電化學性能，特別是阻抗分析上，您的團隊主要運用哪類測試方法和測試設備能簡單介紹一下嗎？在材料的阻抗測試上有什么難點或課題嗎？

王飛教授:
我們的測試設備比較多樣，主要品牌有Biologic，GAMRY，Solartron和一些國產設備，這些設備主要用作電化學反應測試和阻抗測試，在阻抗測試時這些設備很難與變溫控制設備做系統結合，往往在自己搭配的變溫系統上又發生阻抗精度的問題，然后在高頻區阻抗有效信號衰減嚴重，無法得到理想數據。

我了解高頻阻抗對于固態電解質測試的重要性，過去在美國MIT做研究的時候，我們在實驗室里利用高頻的示波器來測試固態材料，雖然得到一些效果，但是需要人工計算波形數據，對于精度和效率來說是一個問題。

東揚精測（TOYO）：
您的團隊是否使用過我司的LN-Z2-HF高頻阻抗設備？關于此設備對您課題研究的作用，使用效果和期待改善的地方，可以簡單分享一下嗎？

王飛教授:

LN-Z2-HF高頻阻抗設備在高頻區的測試數據十分清晰，對我們的研究來說非常重要，特別是我們在研究新材料的時候需要這個設備來區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，終引導我們確定優的材料制備方法和生產工藝。

然后，設備的全自動溫控功能可以方便我們找到佳的阻抗圓弧觀察條件，并通過大范圍的溫度變化了解材料的溫度特性，繪制活化能曲線。這些都是此套系統獨特的優勢。

不過，為了應對各種新材料的長時間變溫變壓的測試環境，我們期待本系統的樣品夾具的耐久性和抗腐蝕能力可以得到進一步的加強。同時，我們也期待該設備可以和其他的透射類測試設備（如透射或掃描電鏡）連用，做到全方位的電化學綜合分析。

王飛教授使用LN-Z2-HF高頻阻抗設備的場景