麦立强
纳米线储能材料与器件
报告人:麦立强
所在单位:武汉理工大学
个人简介：
麦立强，武汉理工大学首席教授，博导，材料学院院长，国家杰青（2014），长江学者（2016），“万人计划”领军人才，国家重点研发计划首席科学家，英国皇家化学会会士。2004年在武汉理工获博士学位，随后在佐治亚理工学院（2006-2007）、哈佛大学（2008-2011）、加州大学伯克利分校（2017）从事博士后、高级研究学者研究。研究方向为纳米储能材料与器件。构筑了国际上第一个单根纳米线固态储能器件，创建了原位表征材料电化学过程的普适新模型，率先实现了高性能纳米线电池及关键材料的规模化制备和应用。以第一或通讯作者在Nature（2篇），Nature及Cell子刊（20篇）等发表SCI论文500余篇，合作发表Nature 1篇，Science 1篇，Nature、Science及Cell子刊 5篇，SCI他引5万余次，授权发明专利145项（转让/许可28项），出版专著1部，受邀在美国材料学会年会等重要会议上做大会、主旨报告32次。主持国家重大科研仪器专项等国家级项目30余项。以第一完成人获国家自然科学二等奖、何梁何利基金科学与技术创新奖、国际电化学能源科学与技术大会卓越研究奖（每年仅2人）、教育部/湖北省自然科学一等奖（3项）、中国材料研究学会技术发明一等奖、湖北省教学成果特等奖，2019年至今连续入选全球高被引科学家，2022年“全球学者学术影响力”排名中国第53位。任国家重点研发计划“纳米科技”重点专项总体专家组成员、国家“十四五”材料领域指南编制专家，Journal of Energy Storage副主编，Advanced Materials等8本国际知名期刊编委。策划发起的“战疫科普高端论坛”、“大师讲材料论坛”受众人数达60万人次，被中国日报等国家主流媒体肯定与报道。
摘要：
由于一维纳米材料具有奇异的化学、物理效应，在能源领域的研究中发现其具有许多独特的性能。纳米线电极材料具有高的比容量等优点，但容量的快速衰减依然是电化学储能研究中的关键问题。近年来原位表征越来越多地应用于纳米技术中，为进一步研究电极材料容量衰减的本质，本工作设计并组装了可同时用于微纳系统支撑电源及原位检测微纳电池性能的单根纳米线全固态锂离子电池，通过原位表征建立了纳米线的电输运、结构与电极充放电状态的直接联系，发现电导率下降和结构劣化是导致容量衰减的关键因素。最近，我们以PEDOT包裹的TiON纳米线网络作为正极，VN纳米线网络作为负极组装了全固态微型超级电容器，相互交联的纳米线网络具有较高的面载量，提供了更多的电化学活性面积贺快速的电子/离子传输途径，实现了优异的能量和功率密度，并在0 – 1.8 V 的宽电压区间内实现了72 mF cm–2的面容量。另外，我们还通过简单的溶剂蒸发法构筑了梯度H2V3O8纳米线用于全固态锂电池正极材料，该独特的梯度正极膜分为聚合物侧和H2V3O8纳米线/rGO侧，聚合物侧具有优异的离子电导率，且与固态电解质实现更加平滑的接触，H2V3O8纳米线/rGO能够提供快速的电子传输通道，组装的固态电池在100个循环后仍能实现200 mA h g–1的比容量。这些一维纳米材料的设计与合成为高性能储能器件的构筑提供了新思路和新方法。
关键词：一维材料；纳米线；能源存储
参考文献
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