报告题目:

无定形碳的结构设计及储钠机理的研究与应用

报告人:

戚钰若

所在单位:

西南大学材料与能源学院

报告人简介:

qiyuruojy@swu.edu.cn

报告摘要:

报告人简介：

戚钰若，西南大学研究员，博士生导师，中国科学院物理研究所工学博士，入选中国博士后创新人才支持计划和重庆市青年拔尖人才计划。目前研究兴趣主要集中在钠离子电池、钠硫电池、钠金属负极等方面，并取得了一系列研究成果，多篇研究论文发表在如Nat. Commun.、Joule、Adv. Energy Mater.、Angew、Adv. Funct. Mater.、Adv. Sci.等国际著名刊物上。已发表SCI英文专业期刊论文40余篇，申请专利10余项，获得授权发明专利5项。主持国家自然科学基金、重庆市自然科学基金、四川省自然科学基金等各级项目9项。担任ACS、Wiley、RSC、Springer等数据库中10余种SCI期刊审稿及仲裁审稿人；任中国化学会、中国材料学会会员及Battery Energy期刊青年编委。 

摘要：

无定形碳负极作为最具应用前景的钠离子电池负极材料之一，其来源广泛且制备工艺成熟，价格优势明显。在储钠性能上，由于较低储钠电位，因此能够实现较高的能量密度，并且相较于石墨材料具有更好的倍率和低温性能。然而，其无序性导致了复杂的微观结构。无定形碳的储钠机制尚未完全明确，对实际生产应用造成一定的阻碍。因此，探究无定形碳的储钠机理，对其结构设计和开发利用至关重要。本报告中，通过对无定形碳的微观结构进行调控，实现了电化学行为的可控，利用各类物理/电化学表征对其电化学行为进行了探究，并对无定形碳储钠行为进行展望。主要包括：(1)利用气体刻蚀技术，对无定形碳微观结构进行调控，实现了平台电位及电化学行为的可控变化，总结归纳了“多阶段吸附-孔填充”储钠机理；(2)基于提出的机理，改善前驱体组成，制备得到较大封闭孔体积与较低缺陷程度的无定形碳，实现优异储钠与倍率性能，并对高电位平台做出解释；(3)利用高缺陷无定形碳的快速钠离子扩散能力应用于钠金属负极，构建了“梯度亲钠”结构特征的宿主材料，抑制了枝晶和“死钠”的形成，实现了均匀致密的沉积界面，拓展了无定形碳的储钠应用。