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项目年度编号
2200230176
中图分类号
TM242
成果公布年份
2022
成果简介
该项目属于电化学能源化学领域，化学电源方向。
国家双碳战略旨在构建清洁低碳安全高效的能源体系，故亟需开发可持续、污染轻、安全系数高、高性能的电化学储能电池作为支撑能源系统发展的核心，但其关键技术指标(安全性、比能量和循环寿命等)仍无法满足更高储能需求。该项目基于能量存储转化的核心为离子和电子的协同传递，从多元异质复合材料、多相界面兼容性和高比能电池体系三个层面，以安全提升电池能量密度和循环寿命为主线，提出了高性能锂离子电池关键用材料结构的设计策略，构建了用于高比能可充电金属负极界面层，赋予了电池稳定可深度充放电的电化学性能，主要的创新点如下：1)设计构建了一系列多尺度、多维度的异质复合材料，揭示了电极材料中多元化异质组元的协同效应对金属离子高度可逆脱嵌或沉积/剥离的电化学作用机制，发现了电解质/隔膜中多元化异质组元强吸附阴离子降低锂离子浓差极化的内在机理，实现多级结构高效的离子和电子协同传递。 2)揭示了锂(锌)离子在多相交互界面中快速传输的机制，金属负极表面构筑多维度离子传输整流层，发现整流层内构筑的多级孔结构有利于金属成核的均匀分布，缓解金属离子还原沉积产生的内应力，增强多相界面兼容性，显著抑制枝晶生长。 3)明晰了多元异质结构-多相界面交互作用-电池性能之间的构效关系，阐明其电化学反应规律和储能机理，拓展电压窗口，显著提升了高性能锂离子电池和高比能可充电金属电池的安全性和循环稳定性。
该项目一直致力于高性能电池关键材料的设计构筑，多项研究成果处于国际先进水平，承担了多项国家自然科学基金项目，5篇代表作发表在Adv.Mater.、Nano Energy等期刊，总影响因子104。论文共被引用623次，他引599次，2篇ESI高被引论文，研究成果被该领域重要国际期刊综述引用和介绍。项目第一完成人彭怡婷获得了上海市人才发展基金，江苏省双创人才等称号。
完成单位
上海电力大学
完成人
彭怡婷 刘海梅 赖春艳 徐群杰
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