张强来校畅谈锂硫电池中硫正极和金属锂负极高效利用原理

  【本站讯】1月3日,应化学工程学院、重质油国家重点实验室邀请,清华大学张强教授来校作题为“锂硫电池中硫正极和金属锂负极高效利用原理”的学术报告。

  以硫为正极,金属锂为负极的锂硫电池系统是极富潜力的下一代高能电池系统,其理论能量密度可达2600Wh kg-1,是典型锂离子电池理论能量密度的3~5倍。硫锂之间的多电子化学反应过程复杂,金属锂负极容易形成枝晶带来安全隐患,从而使锂硫电池实用化困难重重。本报告主要介绍清华大学化工系在锂硫电池中硫正极和金属锂负极高效利用原理的探索。针对硫分散、固载和转化困难的瓶颈,提出具有自分散特性的石墨烯-碳纳米管杂化物、柱撑石墨烯等纳米碳材料担载活性材料,通过锂键固载硫,引入电催化促进过渡产物高效转化,进而获得高面容量(>15 mAh cm-2)的高效正极。针对金属锂枝晶的问题,研究金属锂动态生长行为,提出纳米结构金属锂负极及空间电荷抑制锂枝晶的生长。通过调整碳硫复合基底的作用,调控离子的扩散及电极-电解液界面过程,稳定金属锂、硫与电解液的界面,显著提升材料的利用效率。目前所得锂硫电池器件能量密度可达400 Wh kg-1,高于普通商用锂离子电池的能量密度。

  报告结束后,张强教授和师生就新型碳材料在能源化工中的应用、优秀研究生的培养等具体问题进行交流。

  张强,清华大学副教授,博士生导师,获万人计划青年拔尖人才、英国皇家学会Newton Advanced Fellowship、国家自然科学基金优秀青年基金、The 2012-2015 Excellence in Review Awards for CARBON、2015 most prolific reviewers for Adv. Mater.等奖励。从事能源材料,尤其是金属锂、锂硫电池、电催化及三维石墨烯的研究。主持国家重点研发计划课题、自然科学基金、教育部博士点基金等项目。担任Nature Energy、Sci. Adv.、JACS、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.等期刊特约审稿人或仲裁人。以第一作者/通讯作者在Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Nature Commun., Sci. Adv.等发表SCI收录论文100余篇;所发论文引用8900余次,h因子为52,30篇为ESI高被引学术论文。


 


【作者:宁汇    来自:化学工程学院    责任编辑:姜洪明     审核:汤平如】
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