环化学院举办“导师大讲堂”第二十六讲：高压层状正极的表界面构筑与“双高”电源应用

       2023年11月21日bat365中文官方网站在学术楼307会议室开展了“高压层状正极的表界面构筑与‘双高’电源应用”讲座。本次讲座邀请了上海交通大学讲席教授黄富强，环化学院院长闵宇霖及各年级师生参加了此次活动。

目前，高比能量、高比功率的“双高“储能器件的研究与应用成为储能技术突破的关键，黄教授团队将高比容电极、高倍率电极、三维集流体的研究结合起来，创新性的建立了“体相储能+表层储能”一体化的机制，发明了“层状LiMO2纳晶@富镧钙钛矿”高压正极、电解液超浸润低温高压层状正极等储能新材料，同时具备器件低内阻、体相急速放电、表面高容储能、高电压等特点，性能优越，工程应用广泛。

黄教授就四个重要发现展开了讲座，首先基于常规活性碳等电极的比容量低、属于双电层表面储能、缺乏高的赝电容储能、难以高容量储能的科学问题，发现了一种具有高赝电容反应的氮掺杂高导电介孔少层碳电极材料，这一材料突破石墨烯比容量极限550F/g。之后，基于常规的石墨、Si-C、金属氧化物等负极材料属于体相储能，锂离子/电子扩散慢、内阻高、稳定性差，难以实现高功率储能的科学问题，黄教授团队发明了具有赝电容式储能的新型缺陷结构钛铌氧化物电极材料，通过“纳孔+单晶”结构实现“离子+电子”极速储能机制，储锂比容量366mAh/g@5C，电容式容量高达87%，倍率高达200C，远优文献报道。

之后，黄教授介绍了目前已成功应用在工程上的高导电弹性的类金刚石三维石墨烯管的高效电子集流结构，以及将“体相储能+表层储能”新机制融合合成新型高功能高能量“双高”器件的发明。实践是检验真理的唯一标准，黄教授团队的成果不仅仅突破了“双高”储能技术，更加快了工业的进展，如将“双高”储能器件用于中国低空卫士激光武器的制作，实现了电源系统能量30MJ、功率60kW，作战效能较现有电池提升了4倍。

会后，大家就储能技术领域的最新动态与讲座涉及到的知识积极提问，收获颇丰，黄教授知识渊博、谈吐幽默风趣，讲座的提问环节整体氛围轻松，对科研的热爱更是深深感染到了在场的每个人。这场讲座为我们带来的不仅是知识理论的交流，更是科研思维的碰撞，只要对科研心怀敬意与热爱，相信大家总会成功！

黄富强，上海交通大学讲席教授、中国化学会能源化学专业委员会主任，长期从事固体化学与新能源材料结构设计以及储能器件性能调控研究，以通讯作者在Science、Nat. Energy、Nat. Catal.、Nat. Mater.、Nat. Phys.、JACS、Angew、AM等发表论文600余篇，H因子95，他引超35000次，入选全球高被引科学家榜单；获授权发明专利120余项（国外15项）。主持科技委重点项目、国家重点研发计划、科技部973和863项目、国家杰出青年科学基金、基金委重大研究计划以及产业化等项目40余项。担任科技部重点领域创新团队负责人、科技委重点项目首席科学家、国家重点研发计划首席科学家，入选国家杰出青年科学基金、“万人计划”科技创新领军人才、国家百千万人才工程等。以第一完成人获国家自然科学二等奖1项（2017年）、上海市自然科学一等奖2项目（2016、2019年）。

（供稿人：叶璐）