2024硅负极用多孔碳材料技术研讨会在广东深圳顺利召开并圆满闭幕。
本次会议由材能时代主办，由苏州兴业材料科技股份公司晚宴冠名，由南方科技大学、苏州纽姆特纳米科技有限公司、深圳沃飞科技有限公司、东莞市志远高热机械科技有限公司、咸阳科源新材装备有限公司、理化联科（北京）仪器科技有限公司、四川贝亿特科技有限公司协办，本次共得到了33+参展单位的支持，来自300+单位、500+杰出代表参加了会议，会议现场人气高涨。会议诚挚邀请多孔碳材料产业链相关的专家学者、工程技术人员等共聚一堂，充分交流、 集思广益、相互切磋。
14日上午：
中北大学 王慧奇 教授
物理学概念一：固溶体
固溶体是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂类型的合金相。
通常以一种化学物质为基体溶有其他物质的原子或分子所组成的晶体
在合金和硅酸盐系统中较多见，在多原子物质中亦存在
物理学概念二：固溶度（固溶极限）
休谟–罗斯里(Hume-Rothery)提出，当溶质和主晶体的原子半径相对差值超过14%～15%时，尺寸因素不利于固溶体的生成，两固体间的固溶度是很有限的。
固溶度：固溶体中溶质的最大含量，也就是溶质在溶剂中的极限溶解度。
硼碳固溶体（BCx）
硼碳固溶极限为2.35 %，这限制了硼原子的大量引入，仅局部形成硼碳结构
温度高于1200℃，BC3会发生相分离，转变为石墨和碳化硼
0D-, 1D-, 2D-BCx结构
形成硼碳固溶体的优势：
点阵常数改变：调控碳结构性质
产生固溶强化：有助于提高碳材料的强度和硬度
电学性能改变：降低电阻温度系数
活化晶格：促进低温烧结，极大降低烧结温度
稳定晶格：阻止某些晶型转变的发生
硼催化石墨化制备高模碳纤维
炭纤维经2200~3000ºC高温石墨化处理就可得到石墨纤维
研究表明硼催化石墨化能够降低石墨化温度（降低200~400ºC ），而得到同样的石墨化效果
优势：
硼与碳形成唯一的固溶体，进一步消除各类缺陷，减小缺陷尺寸
硼的催化机理是改善已经存在的结构，而不是形成一个新的结构
硼可以提高石墨纤维的抗氧化性
催化机理：
溶解-再析出
碳化物的生成-分解（B4C的形成与分解）
制备高性能石墨纤维应消除微米级的各类缺陷，缺陷尺寸应控制在纳米级，愈小愈好。
硼碳固溶体在离子储能中的优势
消除碳结构中的缺陷，提高石墨化度（良好的导电性）
作为电子受体的替代位硼原子，使得碳结构更容易从金属离子得到电子，增强了对碱金属离子的吸附作用，有利于提高能量密度和倍率特性
作为异质原子存在于石墨烯片层间隙位的游离态硼原子，其原子半径较大（～0.91 nm），能够使得若干层石墨烯片的层间距增大或形成离子传输通道，有利于离子嵌入和传输。
固溶硼能够调控碳结构中的孔径分布
材料微观结构设计与性能预测
有限元法、遗传算法、分形理论等数学方法，形成材料研究大模型
第一性原理计算（计算机分析与模型化）
较低的氧化还原电位（保证锂离子电池具有较高的输出电压）
较高的比容量（能允许大量的锂离子进行可逆地嵌入脱出）
锂离子嵌入脱出反应高度可逆，主体结构变化小（保证锂离子电池首次不可逆容量小，首次效率较高，循环稳定性好，电极极化减小，具有良好的大电流充放电性能）
热力学稳定，与电解液不发生反应，相容性好，表面能形成牢固的SEI膜（保证锂离子电池具有良好的安全性能和循环性能）
资源丰富、价格低廉、环境友好（节约成本、保护环境）
负极材料约占电池成本10%，其晶体结构、粒度分布、元素含量、振实密度等指标直接决定了电池的能量密度、首次库伦效率、安全性、循环寿命等性能。
锂电负极储锂机制
通过理论和实验研究厘清已有储锂机制、发现新的储锂机制
硼储能科学基础
硼的电化学储能机理
B的理论储锂容量：2479～12395 mAh g-1
硼的电化学反应动力学
表明：反应（2）是自发性反应。
B2O3的理论储锂容量：2310 mAh g-1
硼的化学特性：
弱的氢吸附
丰富价电子
路易斯酸性
硼的起源与发展：丰富的硼纳米材料家族成员
固溶硼在碳结构偏聚形成硼簇、硼量子点
固溶硼的偏聚-固溶策略：固溶体中溶质原子的分布方式：偏聚
亚稳态材料功能化设计（硼量子点、硼烯）
高能超声液相剥离法制备硼/硼烯量子点（自上而下法）
通过调变超声功率、剥离剂类型实现了硼量子点粒径的可调制。
硼量子点序构化制备硼纳米球：
基于硼烯量子点的成功制取，可以通过水合肼（HHA）的化学耦合作用，将众多硼烯量子点序构为硼纳米球（DBS），创制了一种新的硼纳米结构基元。
硼量子点合成新方法（自下而上法）：
基于硼量子点的成功制取，将众多硼量子点序构为硼纳米球（DBS），创制一种新的硼纳米结构
亚稳态材料功能化设计（硼量子点、硼烯）
硼量子点/淀粉炭复合物结构与储锂：
硼碳复合材料呈现褶皱状球形结构
硼量子点成功负载到淀粉碳基体中
