电化学能源研究组
研究领域
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一、固态电池

(1)固态电解质

面向锂电池对能量密度和安全的需求,开发高离子电导、宽电化学窗口的固态电解质包括氧化物电解质、聚合物/氧化物复合电解质及基于原位聚合的凝胶电解质,研究硫化物电解质(LPSCl)与正负极的界面相容性问题。

聚合物电解质:基于新型单体、引发剂,构筑高性能原位聚合电解质体系;采用有机-无机复合手段,实现

   兼具高离子导和高机械强度的复合聚合物电解质;

氧化物电解质:高电导率(室温下1×10-3 S/cm、高稳定的氧化物固态电解质(LLZO、LTPO)的开发及

   批量化制备,探索研究该类电解质的离子传输行为和机制;

固态软包电池设计开发:基于上述电解质的高能量密度,长循环寿命固态电池开发,适应于无人机、机器

   人、电动汽车等场景。

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(2)负极结构设计

针对高能量密度锂电池的发展需求,围绕超薄结构化锂负极、快充石墨及硅基负极的改性开展研究,具体包括:

锂金属负极:基于新型亲锂材料,开发超薄结构化锂负极,解决低N/P比下锂金属电池库伦效率低、循环寿

   命差等关键科学问题;

石墨负极:通过负极结构化设计提升高载石墨负极体相锂离子传输动力学,实现快充条件下石墨负极析锂

   调控;

硅基负极:通过负极界面修饰及电解液工程解决硅基负极低电导率、颗粒粉化等问题,开发高能量密度锂

   电池。 

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二、电催化

针对电解水和燃料电池等氢-电转换反应器件,围绕电催化材料、反应机制和膜电极等方面开展研究。    

催化剂设计与机理:基于金属间化合物催化新体系,精准调控其表/界面微环境,探究氢/氧催化反应机制;

催化剂载体开发:创制高电导率、高耐腐蚀的介孔碳载体,探究其在反应器件中催化层的传荷传质规律;

膜电极器件设计:通过优化电极结构和制备工艺,构筑高效稳定的三相界面,发展可规模化制备的高性能  

   膜电极技术。

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