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第354期至真讲坛通知
作者:学院办公室 发布日期:2026-05-06 浏览次数:572

报告时间:202659日(周下午14:00

报告地点:莫干山校区材料楼C201报告厅

人:新能源材料与技术研究所 夏新辉 教授

 

报告题目转化反应储能体系的动力学调控机理与器件探索

   人:南京大学  何平 教授

 

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报告人简介

何平,南京大学现代工学院能源系教授、系主任。复旦大学物理化学博士,曾任日本AIST博士后。聚焦新能源材料与变革性电池研究,在空气电池电催化、金属锂界面及电池回收和资源提取等领域取得系统性创新成果。以通讯作者在Nature (1)、Nat Commun/Sci Adv (10)、Angew (10)、JACS (3)、NSR (2)、Sci Bull (5)等刊物发表论文140余篇,他引2.4万余次,H因子90。主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金、省重点研发项目多项。任英国皇家化学会会士,兼任美国化学会Energy & Fuels(JCR Q1)副主编,Science Bulletin、《科学通报》、《电化学》、《电池》等刊物编委。

告内容摘要:

为突破传统嵌入式储能体系的比能量瓶颈,迈向基于非金属多电子氧化还原的“转化反应”电池已成为储能领域的前沿趋势。然而,该类体系普遍面临强共价键断裂与多相传质动力学极度迟滞的共性瓶颈。本报告系统探讨了“电催化储能”独特理论架构在极致比能电池中的应用。首先,针对气体电极动力学迟滞,通过构筑成键能垒多级调控体系,实现了本征活化焓的精准剪裁(减焓);其次,提出非化学键诱导极化机制,利用弱相互作用破解了绝缘固相产物转化中的配置熵损难题(增熵)。基于电催化与传质协同调控策略,研制出实际比能量达 860 Wh/kg 的锂空气电池,并将相关调控逻辑成功延伸至常温二氧化碳资源化利用与海水直接提锂器件。最后,报告针对全固态锂空气电池因剧烈相变引发的机械应力失配与界面接触失效,提出了“减焓增熵保路”的总体调控策略。通过界面结构优化与多尺度应力场调控,旨在确保离子/电子输运传质路径在全生命周期内的物理连续性(保路),为突破全固态体系动力学极限、研制高比能原型电池提供理论支撑与技术路径。



报告题目锰基正极材料设计用于锂/钠离子电池

   人:南京理工大学  夏晖 教授

 

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报告人简介

夏晖,南京理工大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。先后于2000年和2003年在北京科技大学获得学士和硕士学位,2007年于新加坡国立大学获得博士学位。于2011年初被引进到南京理工大学材料科学与工程学院,为格莱特纳米科技研究所纳米能源材料(NEM)课题组负责人。课题组主要从事锂/钠离子电池,全固态薄膜锂电池,超级电容器以及新型储能体系关键材料与器件的研究。在Nat Sustain、Nat Commun、Adv Mater等期刊发表论文200余篇,论文引用2万余次,H-index为82。

告内容摘要:

对于锂/钠离子电池,锰基过渡金属氧化物正极材料具有较高的理论比容量(基于Mn3+/Mn4+氧化还原)、高安全特性和低成本的优势,因而成为锂/钠离子电池研究的热点。然而锰基电极材料存在结构稳定性差、Mn的溶解以及离子扩散慢等问题,限制了高容量锰基正极材料在锂/钠离子电池中的实际应用。本研究从锰基材料的结构单元Mn-O多面体出发,通过多面体精准调控,设计制备高性能锰基电极材料,为富锰正极材料用于可持续性、规模化储能提供理论指导。



报告题目镁电池硫化物正极的界面调控研究

   人:南京工业大学  赵相玉 研究员

 

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报告人简介

赵相玉,南京工业大学材料学院研究员,材料化学工程全国重点实验室固定研究人员。从事电化学储能材料与新型二次电池体系的研究,提出的“氯离子电池”概念入选中国及欧洲面向2030年的储能技术发展路线图。主持优青等国家自然科学基金项目6项。承担《National Science Review》期刊学科编辑工作组成员、中国硅酸盐学会固态离子学分会青年理事、中国有色金属学会新能源发展专委会委员等学术任职。

告内容摘要:

报告介绍了报告人团队近期在镁电池硫化物正极界面调控方面的研究进展。针对硫正极存在的多硫化物溶解穿梭与反应动力学缓慢等问题,在正极侧构筑了具有吸附与催化双重功能的隔膜修饰层。通过引入铁单原子@多孔碳或钛基异质结构修饰层,有效抑制了多硫化物穿梭,并实现了硫正极氧化还原反应动力学的双向提升,从而显著改善了电池的倍率性能与能量密度。此外,从电解液溶剂化结构设计入手,通过引入第二阴离子或采用混合溶剂体系调控镁离子的溶剂化结构,增强了其脱溶剂化能力,显著加速了金属硫族化合物正极的储镁反应动力学。最后,针对含硫有机正极存在的溶解严重、容量衰减快及倍率性能差等问题,设计了兼具物理阻隔与化学锚定作用的复合碳阻挡层,有效抑制了活性物质损失,显著提升了有机正极的循环稳定性与倍率性能。



报告题目高面容量微型锌电池的研究

   人:苏州大学  倪江峰 教授

 

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报告人简介

倪江锋,苏州大学教授,博士生导师,新能源材料物理研究所所长,新国大(苏州)客座首席研究员,中国化学会高级会员,江苏省物理学会新能源专业委员会委员。迄今为止在Nature Communications、Advanced Materials,Matter等期刊发表学术论文150多篇,被引用10000余次,H因子60。主编英文著作2部,撰写英文书籍5章,申请中国、日本和美国专利30余项;获功能材料学会青年奖和研究奖;担任Journal of Solid State Electrochemistry、Materials Technology编辑,Batteries期刊编委。

告内容摘要:

随着物联网的日益普及和微电子市场的蓬勃增长,人们对微型储能设备如微型电池和微型超级电容器的需求也在急剧增加。近年来,基于水系(准)固态电解质的微型锌电池因其高安全、低成本及优异的电化学性能,而在自驱动微电子器件的应用中展现了巨大潜力。然而,目前报道的大多数微型锌电池的面能量密度偏低,循环稳定性欠佳,无法满足微电子器件的实际使用需求。鉴于此,我们采用了3D打印技术来制备具有高面容量和能量的微型锌电池。通过优化墨水配方,我们研制出兼具高模量和高导电性的功能性墨水;结合活性物质的结构设计,我们成功构建了具备高活性物质负载以及稳定电极-电解质界面的微型电极。进一步将微电极与具有优异低温电导率的电解质结合,我们组装了高面容量(>10mAh cm-2)和能量(>10mWh cm-2)的微型锌电池,并且评测其在微电子设备中作为能量供应模块的潜在优势。



报告题目等离子体技术在纳米材料制备中的应用

   人:电子科技大学  张永起 研究员

 

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报告人简介

张永起,电子科技大学研究员,博士生导师。长期致力于等离子体技术在高性能电化学电极材料的制备与改性相关研究,取得多项重要研究成果。在国际专业期刊上发表SCI论文100余篇,其中以第一作者(包括共同第一作者)和通讯作者(包括共同通讯)在Adv. Mater., Angew. Chemie, Adv. Energy mater., Energy Environ. Sci.等国际著名期刊上发表了研究成果50多篇。论文累计被引用次数超过10000次(Google scholar),H-index为49。申请专利26项,已授权10项。主持杰出人才引进项目、国家自然科学基金面上基金、青年基金、四川省重点项目、浙江省重大项目子课题以及国家重点实验室开放课题等。担任Carbon Energy, Chinese Chemical Letters 和Chinese Journal of Structure Chemistry的青年编委以及Journal of Electronic Materials的客座编辑。

告内容摘要:

等离子体是物质第四态,通常指部分电离或完全电离的气体,富含离子、电子及活性基团,具有高能量密度与高化学活性。它能够在温和条件下驱动传统上需高温高压的化学反应,为材料合成开辟新路径。射频等离子体技术已广泛应用于新能源电极材料的沉积、相转变、表面修饰及纳米结构构筑。通过适配反应装置,气、液、固相前驱体均可作为等离子体源。利用氮气等离子体,可在短时间内将具有特定纳米结构的金属氧化物转化为相应金属氮化物;调控工艺参数既可借助刻蚀效应构建三维结构,亦可保持原有形貌。以尿素、硫脲、氟化铵等为固体源处理过渡金属氧化物,可分别实现碳包覆氮化物、氮硫共掺杂及氮氟共掺杂金属基电极材料,所获得的异质元素掺杂及双相金属化合物具有可调的电催化性能。采用金属盐作为等离子体源,可制备碳负载的亚纳米尺度金属电极材料,在电催化领域展现出良好应用前景。上述研究表明,等离子体技术可在纳米至原子层级实现电极材料的高效制备与改性。