意大利贵宾会

锂硫电池中硫正极和金属锂负极高效利用原理

来源:意大利贵宾会
报告题目   锂硫电池中硫正极和金属锂负极高效利用原理
报告人   张强 教授
报告人单位   清华大学
报告时间   2021-01-23 10:00:00
报告地点   意大利贵宾会理化大楼九楼会议室(9004)
主办单位   意大利贵宾会、中国科学技术大学化学与材料科学学院
报告介绍

报告摘要:

  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2600 Wh 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(150-200 Wh kg-1)。

报告人简介:

  张强,清华大学化学工程系长聘教授,博士生导师。2000年进入清华大学进行本科及研究生学习,2009年获博士学位后先后赴美国凯斯西储大学、德国马普协会弗里茨—哈伯(Fritz Haber)研究所开展博士后研究工作,2011年9月回国加入清华大学从事教学科研工作至今。2017-2020年连续四年被评为“全球高被引科学家”。曾获得第十六届中国青年科技奖(2020)、北京青年五四奖章(2020)、国家自然科学基金杰出青年基金(2018)、国家“万人计划”青年拔尖人才(2015)、教育部自然科学一等奖(2015)、英国皇家学会Newton Advanced Fellowship(2015)、国家自然科学基金优秀青年基金(2014)、国际电化学学Zhaowu Tian奖、清华大学刘冰奖等。长期从事能源化学与能源材料的研究,包括锂金属电池、锂硫电池、钠金属电池、电催化剂等其他先进能源材料。在Nat. Nanotech., Joule, Energy Environ. Sci., Adv. Mater., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem等国际著名期刊上发表论文410余篇,被引41000余次,H因子104,授权发明专利40余项。担任Energy Storage Mater., J Energy Chem.副主编,Matter, Adv. Funct. Mater., J Mater. Chem. A, ChemSusChem, Sci. China Mater., InfoMat.化工学报等期刊编委,Nature Energy, Nat. Nanotech., Nat. Catal, Sci. Adv., J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Chem等期刊特约审稿人或仲裁人。

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