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金属锂枝晶抑制研究获新进展

导读: 12月4日,哈尔滨工业大学理学院物理系青年教师张耀辉副教授以第一作者身份在国际著名学术期刊《纳米快报》(2013年度影响因子为12.94,5年影响因子为14.45)在线发表了题为《具有自取向纳米结构的无枝晶金属锂的电沉积》。

  12月4日,哈尔滨工业大学理学院物理系青年教师张耀辉副教授以第一作者身份在国际著名学术期刊《纳米快报》 (《Nano Letters》,2013年度影响因子为12.94,5年影响因子为14.45)在线发表了题为《具有自取向纳米结构的无枝晶金属锂的电沉积》(Dendrite-Free Lithium Deposition with Self-Aligned Nanorod Structure)的科研论文,哈尔滨工业大学物理系为第二署名单位。

  金属锂具有极高的理论比容量(3860 mAh/g)、最负的还原电位(-3.04 V,相对于氢标电位)和极小的密度(0.59 g/cm3),长期以来一直被视为一种极具竞争力的高容量二次电池负极材料。近来,随着全球化石类能源的日渐短缺,开发以金属锂为负极的高容量二次电池重新成为国际研究的前沿热点问题。然而,在电池充电过程中极易形成金属锂枝晶,造成电极循环的库仑效率下降,甚至出现内部短路,电池热失效或发生爆炸。四十多年来,金属锂电极的枝晶抑制一直没有得到有效解决。张耀辉在这篇论文中,成功地在液态电解液中实现了无枝晶光亮金属锂电极的电沉积,解决了这一难题;此外,该文还首次发现液态电解液体系中电沉积的金属锂电极实际上具有紧凑型纳米棒结构,此结果与之前人们认为无枝晶的金属锂应为致密结构的预测不同。该结构的发现有助于正确理解金属锂电极的沉积/溶解机理,进而促进金属锂枝晶抑制这一研究方向的深入。通讯评议审稿人认为:“该文中呈现的金属锂电极的均匀性及光滑程度非常高,该文报道了一个重要的研究成果(The images presented in the manuscript are gorgeous in terms of uniformity and smoothness. The results made in this paper would be a great achievement)。”

  张耀辉先后于2001年和2006年在哈尔滨工业大学取得学士和博士学位,博士毕业后在华南理工大学进行了两年博士后研究工作,于2009年入职哈尔滨工业大学理学院物理系。张耀辉获国家留学基金委全额资助,于2012年9月至2013年9月赴美国西北太平洋国家实验室进行为期一年的访问学者研究。目前已在《电源杂志》、《美国陶瓷会志》、《国际氢能》、《固态离子》、《国际应用陶瓷技术》等国际期刊发表SCI论文30余篇,主要研究方向为新能源材料物理、固体氧化物燃料电池、锂离子电池等。

金属锂枝晶抑制研究获新进展

 

无枝晶金属锂电极(紧凑纳米棒结构)

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