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國際化學領域頂級期刊《Chem》刊發北理工博士研究生在锂硫(Li–S)電池領域的學術研究經曆


近日,国际化学领域顶级期刊《Chem》(影响因子19.7)邀请了北京理工大学前沿交叉科学研究院在读博士研究生赵梦分享其在锂硫(Li–S)电池领域的学术研究经历,相关报道以“The pursuit for practical lithium-sulfur batteries”为题在线发表在《Chem》的Potential Energy专栏。Potential Energy每个月在全球范围内邀请优秀的高年级博士生或博士后分享其研究工作,为其提供一个可以讨论他们的研究成果的平台。该文章第一作者为北京理工大学前沿交叉科学研究院博士研究生赵梦,导师为北京理工大学黄佳琦教授。

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由于具有較高的理論能量密度,自20世紀60年代首次提出以來,锂硫電池被認爲是一種非常有潛力的高比能二次儲能體系。然而,硫在電化學循環過程中經曆了複雜的多相多電子過程,並且伴隨著遲滯的反應動力學,這些現象導致電池容量的不可逆損失和循環壽命的快速衰減。在這篇文章中,博士生趙夢概述了她在硫正極動力學調控方面的研究思路和經曆,並簡要介紹了她所在的課題組——黃佳琦教授團隊在該研究方向的相關成果。

她最初的研究集中在硫正極非均相電催化設計上,希望通過降低電化學反應的活化能壘來加速硫的氧化還原動力學過程。但在隨後的研究中她意識到非均相催化劑的性能始終受限于有限的活性位點,並且在深度放電或循環後活性位點會因絕緣産物的覆蓋而失活。因此她嘗試在電池中引入外源性氧化還原介體作爲均相促進劑,通過構建額外的具有快速動力學的電子通路來促進硫的氧化還原過程。上述過程盡管整體提升了電極動力學,但並未改變多硫化物自身的性質。多硫化物自身不足的氧化還原介導能力始終是制約硫正極性能的關鍵。因此,該生及其團隊之後在電池中引入氧化還原輔介體,通過化學反應調控內源性多硫化物氧化還原介體,以賦予其更高的氧化還原介導能力。

在文章最後,該生分享了她在黃佳琦教授團隊的成長經曆和心得體會,展望了锂硫電池領域面臨的挑戰和機遇,表達了其願深耕锂硫電池理論研究、推進锂硫電池實際應用的決心和抱負。

課題組簡介:

赵梦,北京理工大学材料学院/前沿交叉科学研究院2019级在读博士研究生,导师为黄佳琦教授。目前的研究主要集中在锂硫电池正极材料动力学调控。在Angew Chem Int Ed, Chem, ACS Cent Sci, J Energy Chem, Small Methods期刊上发表论文7篇,其中1篇为ESI高被引论文。曾获北京理工大学2020-2021学年国家奖学金。

黄佳琦,北京理工大学前沿交叉科学研究院教授,博士生导师,九三学社社员。主要开展高比能电池能源化学研究。在Angew. Chem. Int. Ed., J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Adv. Funct. Mater., Sci. Bull.等期刊发表研究工作100余篇,h因子为77,其中50余篇为ESI高被引论文。入选首届中国科协青年人才托举计划,获评中国化工学会侯德榜化工科技青年奖,中国颗粒学会青年颗粒学奖,国家万人计划青年拔尖人才,2018-2020年科睿唯安高被引科学家等。

論文詳情:

Meng Zhao*. The pursuit for practical lithium-sulfur batteries,  Chem 2020, 6, 3161-3162.

論文鏈接:https://www.cell.com/chem/fulltext/S2451-9294(20)30589-1


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