12月10日上午，應(yīng)我校輕工科學(xué)與工程學(xué)院（柔性電子學(xué)院）、科技處及前沿院邀請(qǐng)，西安交通大學(xué)材料學(xué)院教授宋江選教授做客我校“前沿科學(xué)報(bào)告”，并做了題為“高比能鋰金屬電池設(shè)計(jì)與應(yīng)用探索”的線下學(xué)術(shù)報(bào)告。輕工學(xué)院相關(guān)專業(yè)教師、研究生參加了此次報(bào)告會(huì)。報(bào)告會(huì)由輕工學(xué)院熊傳銀教授主持。
鋰金屬負(fù)極具有高比容量（3860 mAh/g）和低氧化還原電位（-3.04 V vs. SHE）等顯著優(yōu)勢(shì)，被稱為下一代高比能電池電極的“圣杯”。然而，鋰離子傳輸不均勻和枝晶生長(zhǎng)不可控等問(wèn)題嚴(yán)重阻礙其實(shí)際應(yīng)用。通用的鋰金屬人工界面層多存在高電位、高擴(kuò)散能壘的不足，無(wú)法突破多相跨介質(zhì)、多物理場(chǎng)耦合條件下的離子高通量均質(zhì)傳輸限制，實(shí)現(xiàn)高比能鋰金屬電池的穩(wěn)定循環(huán)。
針對(duì)上述挑戰(zhàn)，宋江選教授團(tuán)隊(duì)提出“快傳+均質(zhì)”低電位有機(jī)分子功能層設(shè)計(jì)策略，降低Li+擴(kuò)散能壘，加速離子傳輸速率，闡明了有機(jī)分子功能層化學(xué)結(jié)構(gòu)與擴(kuò)散能壘之間的內(nèi)在關(guān)系；通過(guò)在有機(jī)分子中引入荷電氮雜環(huán)，實(shí)現(xiàn)電荷感應(yīng)再分配和電子誘導(dǎo)，均質(zhì)化界面離子流傳遞并降低還原電位，增強(qiáng)在強(qiáng)還原性的鋰金屬界面的穩(wěn)定性，揭示了界面層的電荷分配和電子誘導(dǎo)對(duì)調(diào)控離子傳輸與抑制枝晶生長(zhǎng)的關(guān)鍵作用，實(shí)現(xiàn)鋰金屬高通量致密沉積。基于上述策略，研制出大容量（>5 Ah）、高比能輕質(zhì)鋰金屬電池樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)了500 Wh/kg能量密度下電池的穩(wěn)定循環(huán)（容量損失率0.098%/圈）
宋江選教授的學(xué)術(shù)報(bào)告展示了他在高比能鋰金屬電池設(shè)計(jì)與應(yīng)用探索方面的研究進(jìn)展，對(duì)我校師生今后研究方向的拓展有很好的啟發(fā)性。報(bào)告最后，宋江選教授還與參會(huì)師生就報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行了深入的討論和交流，并對(duì)高比能鋰金屬電池設(shè)計(jì)與應(yīng)用方向提出了新的見(jiàn)解。
新聞小貼士：
宋江選，西安交通大學(xué)材料學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)家級(jí)青年人才，陜西省百人，西安交通大學(xué)青年拔尖人才，長(zhǎng)期致力于高比能二次電池關(guān)鍵材料研究。近年來(lái)，以第一/通訊作者在Nature Commun.、 Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等期刊發(fā)表SCI論文100余篇；參編專著3部；主持了包括工信部、科技部專項(xiàng)計(jì)劃、國(guó)防項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金等國(guó)家級(jí)項(xiàng)目10余項(xiàng)，擔(dān)任國(guó)家自然科學(xué)基金、海外基金、陜西/河南/廣東省等科技項(xiàng)目評(píng)審專家，兼任中國(guó)復(fù)合材料學(xué)會(huì)理事、Interdiscip. Mater.期刊編輯、Chinese Chem. Lett.及Adv. Powder Mater.期刊編委。
（核稿：劉國(guó)棟 編輯：劉倩）
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