12月10日上午，應(yīng)我校輕工科學與工程學院（柔性電子學院）、科技處及前沿院邀請，西安交通大學材料學院教授宋江選教授做客我校“前沿科學報告”，并做了題為“高比能鋰金屬電池設(shè)計與應(yīng)用探索”的線下學術(shù)報告。輕工學院相關(guān)專業(yè)教師、研究生參加了此次報告會。報告會由輕工學院熊傳銀教授主持。

鋰金屬負極具有高比容量（3860 mAh/g）和低氧化還原電位（-3.04 V vs. SHE）等顯著優(yōu)勢，被稱為下一代高比能電池電極的“圣杯”。然而，鋰離子傳輸不均勻和枝晶生長不可控等問題嚴重阻礙其實際應(yīng)用。通用的鋰金屬人工界面層多存在高電位、高擴散能壘的不足，無法突破多相跨介質(zhì)、多物理場耦合條件下的離子高通量均質(zhì)傳輸限制，實現(xiàn)高比能鋰金屬電池的穩(wěn)定循環(huán)。

針對上述挑戰(zhàn)，宋江選教授團隊提出“快傳+均質(zhì)”低電位有機分子功能層設(shè)計策略，降低Li+擴散能壘，加速離子傳輸速率，闡明了有機分子功能層化學結(jié)構(gòu)與擴散能壘之間的內(nèi)在關(guān)系；通過在有機分子中引入荷電氮雜環(huán)，實現(xiàn)電荷感應(yīng)再分配和電子誘導，均質(zhì)化界面離子流傳遞并降低還原電位，增強在強還原性的鋰金屬界面的穩(wěn)定性，揭示了界面層的電荷分配和電子誘導對調(diào)控離子傳輸與抑制枝晶生長的關(guān)鍵作用，實現(xiàn)鋰金屬高通量致密沉積。基于上述策略，研制出大容量（>5 Ah）、高比能輕質(zhì)鋰金屬電池樣機，實現(xiàn)了500 Wh/kg能量密度下電池的穩(wěn)定循環(huán)（容量損失率0.098%/圈）

宋江選教授的學術(shù)報告展示了他在高比能鋰金屬電池設(shè)計與應(yīng)用探索方面的研究進展，對我校師生今后研究方向的拓展有很好的啟發(fā)性。報告最后，宋江選教授還與參會師生就報告內(nèi)容進行了深入的討論和交流，并對高比能鋰金屬電池設(shè)計與應(yīng)用方向提出了新的見解。

新聞小貼士：

宋江選，西安交通大學材料學院教授，博士生導師，國家級青年人才，陜西省百人，西安交通大學青年拔尖人才，長期致力于高比能二次電池關(guān)鍵材料研究。近年來，以第一/通訊作者在Nature Commun.、 Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.等期刊發(fā)表SCI論文100余篇；參編專著3部；主持了包括工信部、科技部專項計劃、國防項目、國家自然科學基金等國家級項目10余項，擔任國家自然科學基金、海外基金、陜西/河南/廣東省等科技項目評審專家，兼任中國復合材料學會理事、Interdiscip. Mater.期刊編輯、Chinese Chem. Lett.及Adv. Powder Mater.期刊編委。

（核稿：劉國棟 編輯：劉倩）