【原创】南京大学周豪慎教授:锂硫电池循环1500次仍能维持900mAh/g充电容量


来源:中国粉体网   墨玉

[导读]  周豪慎教授是能源材料,能源科学领域的著名科学家。长期从事能源材料,气体传感器,太阳能电池,超级电容器,二次电池,锂离子电池,锂空气电池,下一代储能器件等的研究和开发。

中国粉体网讯  周豪慎教授是能源材料,能源科学领域的著名科学家。长期从事能源材料,气体传感器,太阳能电池,超级电容器,二次电池,锂离子电池,锂空气电池,下一代储能器件等的研究和开发。


 


人物经历


1994年日本理化学研究所(RIKEN)基础科学特别研究员;

1997年日本国立产业技术综合研究所(AIST)研究员;

1998年AIST主任研究员;

2004年AIST教授级主任研究员;

2008年AIST能源界面技术研究组组长;

2010年日本国立东京大学工学院特任教授(兼职),南京大学长江讲座教授;

2011年AIST首席研究员。


科研成果


周教授长期从事能量储存与转换方面的研究,特别在锂离子电池、锂空气电池,新型电池的基础理论和应用开发方面做了大量长期的工作。在高影响因子刊物上发表论文380余篇。SCI他引超14000余次,单篇引用超100次的论文33余篇,H因子65,受权专利30余项。在电池史上首次提出组合电解液的概念。利用组合电解液在世界上首次开发新型锂空气电池,锂液流电池和水系锂硫电池。为了保证充足的资源供应,还积极研发了不使用锂金属的钠离子电池。


研制出稳定充放电循环特性的新型锂硫电池


锂硫电池因其理论比容量高(1675mAh/g),环境友好,成本较低等优点成为下一代二次电池的研究热门。但是其循环性能差一直是制约其发展的研究难点。导致锂硫电池循环性能差的主要原因是:Li2Sx(4≤x≤8)可溶于电解质,易迁移到金属锂一侧被还原成不溶性的Li2S,造成金属锂电极表面的沉积;未被还原的Li2Sx又会迁移回硫电极一侧,再次被还原(穿梭效应,shuttle effect),从而影响电池循环性能。


为解决这个问题,周教授课题组使用金属有机框架材料作为分离装置,开发出了具有稳定充放电循环特性的锂硫电池。周教授课题利用金属有机框架做分离装置,能够防止溶解出的多硫化物离子向负极移动,因此可以保证锂硫电池长时间稳定的循环充放电。研究的新型的锂硫电池在电流密度为1C时进行1500次的循环试验后,仍然维持了900mAh/g的较高充电容量。


周教授对新的科研人才的培养更是不遗余力,近十年来,他通过日本NEDO、JSPS和中国自然科学基金、留学基金接收来自中国的高级访问学者和博士后20余名。为中国多所高校和研究所培养教授、副教授20余名。


二次电池技术的研究对我国能源、交通、信息和国防等领域的高速发展和相关战略新兴产业形成与壮大具有重要战略意义。多年来周教授一直致力于研究新型二次电池,也取得了一系列研究成果,也希望未来周教授及其团队能带来更多关于二次电池研究进展的好消息。

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作者:墨玉

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