地区：上海市 宝山区
关键词：国家纳米科学中心
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002121
成果描述：
| 电化学储能材料与器件是国家中长期科技发展纲要中“高效能源材料技术”中的重要研究方向。锡化物电极材料因具有高比容量、优异导电性及安全性等特点被认为是最具应用前景的下一代电极材料之一。然而，受限于锡化物储锂后体积变化较大等本征特性，容易导致其容量衰减快、能量密度和功率密度难以兼顾，因而成为锡化物储能领域的重大难题。基于此，该项目率先提出复合组分维度匹配性的概念，并开辟了一条新的途径用以构建具有良好维度匹配性的全一维、二维石墨烯复合电极材料，进而实现了锡化物电极材料储能性能的大幅提升。重要科学发现和科学价值包括： 1）围绕石墨烯/锡化物复合电极材料，在国际上率先提出了复合组分维度匹配性的概念，揭示了维度匹配性对复合电极材料电化学性能的显著影响，从而发展了一种新的复合电极材料设计与优化策略。相关成果被新加坡国立大学化学与生物分子工程系主任Jim Yang Lee教授正面引用，肯定了该具有维度匹配性的复合材料可在锂离子电池应用中展现出优异的储锂性能。 2）发现了石墨烯二维限域空间内金属锡的二维化热还原转化现象，开辟了新的通过化学方法构建全二维石墨烯复合电极材料的路径，为低熔点活性材料的二维化及化学方法构建复杂复合电极界面提供了新的思路。相关成果被Wiley出版集团的Materials Views网站进行了专题报道，肯定了这种复合电极界面构建的重要意义。 3）发现了一种新的液态金属锡表面原位生长石墨烯形成石墨烯/锡一维复合电缆结构材料的方法，揭示了石墨烯一维化与金属锡一维化的实现机制，进而开拓了一种新的全界面石墨烯复合电极的构建策略，为发展高性能、多功能复合电极提供了一种新途径。“世界前100名化学家”Shouheng Sun教授认为通过使用该空隙工程来容纳适应锡的体积变化可有效改善锡基材料循环稳定性。 基于上述三个发现点，项目10篇代表性论文包括Adv. Mater.2篇、Energy Environ.Sci.2篇、Small 1篇、Mater. Today 1篇、Nanoscale 2篇、J. Mater. Chem. 1篇、J. Mater. Chem. A 1篇，被SCI他引1089次，6篇入选ESI高被引论文，单篇最高他引344次。成果被美国劳伦斯伯克利国家实验室能量存储部门leader Venkat Srinivasan教授等在内的来自50余个国家与地区600余个科研机构的学者正面他引。在ACS EMN等国际会议做特邀报告10余次。项目第一完成人因出色的研究成果，2015、2016连续两年被汤森路透集团评为国际材料领域高引用科学家，并获得国家杰出青年基金资助。 |
