講座主題：鈉離子電池高比能正極材料微納結(jié)構(gòu)設(shè)計及儲能機(jī)理
主講人： 劉永暢
工作單位：北京科技大學(xué)
活動時間：2021年4月19日15：50-16:30
講座地點：環(huán)材學(xué)院三樓337會議室
主辦單位：煙臺大學(xué)環(huán)境與材料學(xué)院
內(nèi)容摘要：
鈉離子電池資源豐富、成本低廉，在大規(guī)模儲能、低速電動車等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。其中，正極材料（主要是：層狀過渡金屬氧化物，聚陰離子型化合物，普魯士藍(lán)類似物，有機(jī)鈉鹽）往往決定鈉離子電池的能量密度，但目前大多數(shù)材料的能量密度都無法媲美商業(yè)化鋰離子電池正極，限制了鈉離子電池的普遍商用。因此，探究高比能正極材料對鈉離子的發(fā)展至關(guān)重要。近期，我們課題組利用微納米設(shè)計，反應(yīng)電對調(diào)控，表界面改性，離子摻雜，缺陷工程等手段，對幾種極具前景的儲鈉正極材料進(jìn)行合理設(shè)計、制備：先后將尺寸僅~1.6 nm的NaFePO4和~3.8 nm的Na2FePO4F納米粒子均勻鑲嵌在多孔氮摻雜碳納米纖維中，開發(fā)出碳包覆的新型NASICON結(jié)構(gòu)Na4MnCr(PO4)3和Na3.5Mn0.5V1.5(PO4)3正極材料，并合成了P2相的Na0.76Cu0.22Fe0.30Mn0.48O2與Na2/3Ni1/3Mn2/3O2納米顆粒組裝的多孔納米纖維。以上微納結(jié)構(gòu)正極材料展現(xiàn)出高能量密度，大倍率容量，長循環(huán)壽命的優(yōu)異儲鈉性能。我們對材料的構(gòu)效關(guān)系作了合理分析，采用循環(huán)伏安、交流阻抗、DFT理論計算等方法對反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行了深入研究，利用（非）原位結(jié)構(gòu)、價態(tài)檢測手段對儲鈉機(jī)理作了詳細(xì)闡述，并組裝了軟包鈉離子全電池，在技術(shù)和理論兩個層面取得了一些創(chuàng)新性研究結(jié)果。將微納米結(jié)構(gòu)設(shè)計思想拓展至二價鋅、鎂離子電池體系，同樣取得了良好的效果。
主講人介紹：
劉永暢，北京科技大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。分別于2011年和2016年獲得北京交通大學(xué)學(xué)士和南開大學(xué)博士學(xué)位，師從陳軍院士。主要致力于先進(jìn)電池材料化學(xué)研究，已發(fā)表相關(guān)學(xué)術(shù)論文近90篇，他引6500余次，H因子39。其中以第一/通訊作者在Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Adv. Sci., Nano Lett., ACS Energy Lett.等國際權(quán)威期刊發(fā)表論文43篇（ESI高被引9篇）。擔(dān)任SCI期刊IJMMM，Rare Metals，《物理化學(xué)學(xué)報》與《工程科學(xué)學(xué)報》青年編委，30余種國際著名雜志仲裁審稿人。主持國家自然科學(xué)基金（面上、青年），國家重點研發(fā)計劃子課題，北京市自然科學(xué)基金等10余項課題。入選中國科協(xié)“青年人才托舉工程”，國家“博士后創(chuàng)新人才支持計劃”，獲中國青少年科技創(chuàng)新獎，天津市自然科學(xué)一等獎（排名第五）等榮譽。
