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戚钰若

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

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。