表界面调控及其储荷机制研究查看源代码讨论查看历史

来自 搜狐网 的图片

表界面调控及其储荷机制研究电化学储能材料的微观结构设计、表界面调控及其储荷机制研究，电化学储能材料与器件是清洁能源利用、转换和储存的关键，是发展电动汽车、智能电网、航空航天等产业、实现我国从“能源大国”到“能源强国”的重要战略举措。其重点与难点是实现电极材料的精细制备、电极结构的可控构筑以及不同应用场合对储能器件能量密度、功率密度以及循环寿命的差异化需求。

技术原理、技术要点

项目围绕电极材料的微观结构设计、精细制备与电极表界面调控、器件构建及其电化学储荷机理等关键科学难题开展了系统深入研究。

主要科学发现如下

（1）提出了基于多组分双金属氧（硫）化物一体化电极设计新理念，构建了非对称超级电容器新体系，系统解决了超级电容器能量密度低的共性难题。 提出了可控构筑了基于多电子氧化还原电对的三维自支撑有序赝电容阵列电极的新策略，阐明了其微观结构及组分与其电化学传荷、传质之间的相互作用理论；建立了基于双金属氧（硫）化物非对称超级电容器新体系，实现了电极的任意裁切、尺寸易调控，克服了超级电容器的工作电压低等瓶颈问题，显著提高了超级电容器的能量密度、功率密度和循环寿命。

（2）发展了原位构筑锂金属氧化物纳微结构以及表面包覆、引入缺陷和掺杂降电位等新策略，建立了材料表界面与离子输运/存储的若干调控理论和方法。 发展了一种构筑钛酸锂纳微结构的“湿化学方法”，揭示了在化学锂化过程中纳米晶的生长规律，提出了碳包覆、快离子导体包覆、引入缺陷等表界面结构与性能优化策略，明确了电极材料表界面结构-电化学性能的构效关系，解决了锂离子电池材料离子/电子导通能力低、传荷阻抗大、表面副反应严重等难题，实现了超快速充放电、长循环寿命的特性。

（3）建立了基于纳米孔物理吸附与化学吸附的双重理论模型和调控机制，提出了并构筑了多种跨尺度硫基复合电极，实现了材料结构和电化学性能的精确调控。

项目组共发表相关SCI论文70余篇，SCI他引3165次；8篇代表性论文均发表在影响因子6.0以上SCI源期刊，其中ESI高被引论文6篇，多篇论文被评为封面论文、期刊年度下载量Top论文、期刊年度被引用Top论文等，并被美国艺术与科学学院院士，俄罗斯科学院院士、加拿大皇家科学院院士/皇家工程院院士，比利时皇家科学院院士，澳大利亚技术科学与工程院院士/澳大利亚科学院院士，中国科学院院士，中国工程院院士等国内外著名学者SCI正面他引1031次。