讲座主题：低成本储能材料及器件—钠离子电池和水系锌离子电池

讲座嘉宾：周江教授（中南大学）

讲座时间：2019年7月26日（周五） 9:30-10:30

讲座地点：工学四号馆202

报告摘要：能源的高效利用和可再生能源发展迫切需要发展低成本、长寿命大规模储能新技术。与其它储能技术相比，电化学大规模储能系统具有转换效率高、建设周期短、站址适应性强等显著优点。传统的铅酸电池、锂离子电池、液流电池等都有其各自的不足，因此，学术界一直在寻找一种新的可用于规模储能的二次电池技术，钠离子电池以及多价态的镁、铝、钙、锌离子电池都是目前重要关注对象。然而，镁、铝、钙离子电池由于缺乏合适的宿主材料、电解液复杂且昂贵、电池组装条件苛刻等问题，其研发遇到了更大瓶颈。我们把目光重点集中在低成本钠离子电池和水系锌离子电池上，并围绕上述关键科学问题，开展相关关键材料和储能器件设计的研究工作，获得了多项重要研究成果，主要包括如下三个方面：（1）揭示不同材料结构的储锌行为，提出新的储锌机理，对现有储能理论体系大幅拓展；（2）提出离子预嵌和构建两相相界来增强储锌/钠性能，并阐明其机理；（3）协同正负极和电解液的全电池组装工艺优化，突破高效低成本储能器件制备工艺的关键技术。

报告人简介:

周江，中南大学特聘教授。中南大学-新加坡南洋理工大学(NTU)联合培养博士，合作导师Hua Zhang教授；美国麻省理工学院(MIT)博士后，合作导师Ju Li教授。研究兴趣为锂(钠)离子电池、水系锌离子电池、超级电容器等。以一作或通讯作者在Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater., ACS Nano, Adv. Funct. Mater., ACS Energy Lett., Nano Energy等国际SCI期刊发表学术论文50余篇，其中IF>10的论文23篇，入选热点文章2篇，高被引文章5篇。Nature Commun., Energy Environ. Sci., Adv. Mater., Angew. Chem., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Energy等国际著名期刊的审稿人。

题目：锂离子电池硅碳负极材料的设计与性能研究

讲座嘉宾：陈根博士（中南大学）

讲座时间：2019年7月26日（周五） 10:30-11:30

讲座地点：工学四号馆202

报告摘要：锂离子电池因其较高的比能量密度、长寿命、较高功率密度等综合性能优势，被广泛用作新能源汽车动力来源。因此，新能源汽车需求的持续拉动下，锂离子电池的发展也进入快车道。传统商业化负极材料石墨的容量已经非常接近理论值，提升空间受限，因此在制备高能量密度锂离子电池时成为制约因素。与石墨负极材料相比，硅负极材料的能量密度优势明显，高达3580 mAh/g（室温，Li15Si4）。所以硅碳负极的应用能明显提升单体电芯的容量，成为研究热点。我们采用两种合成策略制备高性能硅碳负极材料：（1）镁热还原法制备三维硅结构及基于此原位催化制备石墨烯包硅核壳结构。该方法具有高转化率、低成本，所获得的硅碳复合材料具有较高的孔隙率和可调节核壳结构，因而具有优化的电化学性能。（2）低成本、高效率高能球磨法实现纳米硅-碳复合材料的可控制备。在球磨过程中引用聚合物通过原位反应在纳米硅颗粒表面形成弹性保护层，同时实现硅纳米颗粒的尺寸控制及解决硅颗粒二次聚积的问题。引入的弹性聚合物保护层能在电化学反应过程中自适应硅颗粒的体积膨胀，解决硅颗粒破碎带来的电极脱落和性能衰减问题。

报告人简介：

陈根博士，中南大学材料科学与工程学院特聘副教授，入选湖南省第十一批“百人计划”。主要从事锂离子电池负极硅碳材料商用化研究、新型负极材料开发、镍钴猛正极材料回收或再生。于2009年和2012年在中南大学获得学士、硕士学位；随后于2016在美国新墨西哥州立大学获得博士学位，攻博期间在洛斯阿拉莫斯国家实验室开展为期2年的合作研究。2016-2018年在加州大学洛杉矶分校从事博士后研究。在国际知名期刊发表70余篇学术论文，包括Adv. Mater.，Adv. Energy Mater.，JACS，ACS Energy Lett.，ACS Nano，Nano Energy，Small等，被引用1500余次，H-index 23。曾获得国家优秀自费留学生奖学金，电化学会ECS Edward G. Weston Summer Fellowship等多项荣誉奖励。目前被邀请为美国能源部Center for Integrated Nanotechnologies开放基金评审委员；被Energy Environ. Sci.，J. Mater. Chem. A，ACS Appl. Mater. Interface.，ACS Sustain. Chem. Eng.，J. Power Sources，Appl. Energy，J. Am. Ceram. Soc.等20多个期刊邀请为审稿或仲裁专家，累计审稿200余次，被J. Power Sources，Appl. Energy，J. Alloy Compd.等期刊评为杰出审稿人。Frontiers in Chemistry客座编辑。