科研動(dòng)態(tài)

學(xué)院潘鋒/楊盧奕團(tuán)隊(duì)在陰離子吸附調(diào)控正極界面機(jī)制研究中取得新進(jìn)展

構(gòu)建穩(wěn)定的正極電解質(zhì)中間相（CEI）是實(shí)現(xiàn)高電壓鋰離子電池性能突破的關(guān)鍵技術(shù)路徑。然而，由于CEI 的形成涉及電解液與正極材料之間復(fù)雜的不可逆電化學(xué)反應(yīng)，其具體形成機(jī)制至今仍缺乏系統(tǒng)性理解。現(xiàn)有研究表明，陰離子在CEI 形成過(guò)程中起主導(dǎo)作用，這主要?dú)w因于陰離子相較于碳酸酯溶劑更易在正極材料表面的“內(nèi)赫姆霍茲平面”（inner-Helmholtz plane, IHP）發(fā)生吸附和分解。然而，學(xué)術(shù)界對(duì)陰離子吸附行為及其在 CEI 形成中的...

2025-03-04

學(xué)院潘鋒/楊盧奕團(tuán)隊(duì)在高電壓鈷酸鋰水系粘結(jié)劑研發(fā)方面取得新進(jìn)展

隨著消費(fèi)電子行業(yè)的快速發(fā)展，層狀鈷酸鋰正極材料（LiCoO2，LCO）的能量密度和循環(huán)壽命面臨更高要求。然而，在4.5 V（vs Li+/Li）以上的電壓下，LCO會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)退化，導(dǎo)致電池容量迅速衰減。傳統(tǒng)的聚偏二氟乙烯（PVDF）粘結(jié)劑雖具有優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性，但其電極制備過(guò)程中需使用有毒溶劑N-甲基吡咯烷酮（NMP），且與正極顆粒間的相互作用較弱，難以有效抑制界面副反應(yīng)。因此，開(kāi)發(fā)一種低成本、環(huán)保且適用于高電壓LCO正極...

2025-02-21

學(xué)院莫凡洋團(tuán)隊(duì)在Nature Communications發(fā)表“AI for Chromatography”方面的新進(jìn)展

近日，我院莫凡洋團(tuán)隊(duì)與東方理工大學(xué)張東曉團(tuán)隊(duì)合作，通過(guò)結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)方法，首次明確揭示了薄層色譜（TLC）與柱色譜（CC）之間的量化關(guān)系。該研究提出了一種知識(shí)發(fā)現(xiàn)技術(shù)、建立了可解釋的公式，將專(zhuān)家經(jīng)驗(yàn)（Chemist’s experience）轉(zhuǎn)化為“人工智能經(jīng)驗(yàn)”（AI experience），為色譜分離實(shí)驗(yàn)條件的確定與優(yōu)化提供了理論支持。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。圖1. 相關(guān)工作于1月19日發(fā)表于Natu...

2025-02-18

學(xué)院潘鋒/楊盧奕團(tuán)隊(duì)在研發(fā)同時(shí)具有導(dǎo)電子與離子的彈性聚合物網(wǎng)絡(luò)的鋰電池取得進(jìn)展

氧化硅（SiOx，0<x<2）材料以其高比容量和低氧化還原電位而著稱(chēng)，是石墨負(fù)極最有前途的替代者之一。然而，其實(shí)際應(yīng)用受到循環(huán)過(guò)程中體積的大幅變化 （約翻倍）和其導(dǎo)電性差等因素的影響。我們之前的研究揭示了SiOx不受限制的膨脹-收縮過(guò)程導(dǎo)致固體電解質(zhì)界面 （SEI） 增厚，并最終導(dǎo)致電子滲透網(wǎng)絡(luò)的擊穿（Nat. Comm., 2023, 14, 6048）。為了緩解這種情況，構(gòu)建具有高機(jī)械強(qiáng)度的導(dǎo)電聚合物網(wǎng)絡(luò)對(duì)于提升電池體系導(dǎo)電性和穩(wěn)定SiO...

2025-02-17

學(xué)院王立剛團(tuán)隊(duì)與合作者在Science Advances發(fā)表論文，實(shí)現(xiàn)不同原子層數(shù)量子點(diǎn)的高效LED

量子點(diǎn)自上世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)以來(lái)，已廣泛應(yīng)用于顯示等多個(gè)領(lǐng)域。北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院王立剛課題組、材料學(xué)院周歡萍課題組、化學(xué)學(xué)院嚴(yán)純?nèi)A/孫聆東課題組與劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室Richard Friend課題組合作，成功實(shí)現(xiàn)了不同原子層數(shù)量子點(diǎn)的高效發(fā)光二極管（LED）。該LED的電致發(fā)光峰值在607-728 nm范圍內(nèi)可控調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)了26.8%的外量子效率（EQE）。這一成果對(duì)于高清顯示領(lǐng)域具有重要意義，并已于2025年2月14日發(fā)表...

2025-02-17

學(xué)院成功組織2025年度國(guó)自然基金申報(bào)動(dòng)員與經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)

2025年1月7日，新材料學(xué)院在智園D2401會(huì)議室成功組織開(kāi)展了2025年度國(guó)家自然基金申報(bào)動(dòng)員與經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)，旨在提升學(xué)院青年教師在國(guó)家自然基金項(xiàng)目申報(bào)方面的能力與水平，促進(jìn)學(xué)術(shù)研究的深入開(kāi)展與交流合作。此次交流會(huì)邀請(qǐng)到了科研處孟祎老師、學(xué)院肖蔭果老師、鄭家新老師分享寶貴經(jīng)驗(yàn)，學(xué)院20余位青年教師積極參與。交流會(huì)由學(xué)院副院長(zhǎng)鄭家新副教授主持。鄭家新副教授表示學(xué)院高度重視國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目申報(bào)工作，依托高水平...

2025-01-08

學(xué)院鄒如強(qiáng)/高磊團(tuán)隊(duì)在Nature Communications發(fā)文報(bào)道在全固態(tài)電池研究中取得的最新進(jìn)展

鋰離子電池因其高能量密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命，已廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)和儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域。然而，在極端寒冷條件下，傳統(tǒng)鋰離子電池的容量和功率輸出大幅降低，同時(shí)充電過(guò)程中鋰枝晶的形成風(fēng)險(xiǎn)增加。這些問(wèn)題的主要原因是液態(tài)電解質(zhì)的粘度增大、界面阻抗增加以及離子導(dǎo)電性下降，嚴(yán)重影響了電池的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和整體性能。相比之下，全固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)，能夠有效避免這些問(wèn)題。固態(tài)電解質(zhì)對(duì)溫度波動(dòng)不敏感，避免了...

2025-01-08

學(xué)院潘鋒團(tuán)隊(duì)基于富質(zhì)子界面的原位轉(zhuǎn)化形成致密無(wú)機(jī)殼層開(kāi)發(fā)了高性能的三元鋰電池正極材料

隨著人們對(duì)于新能源汽車(chē)?yán)锍桃蟛粩嘣黾樱哝嚾獑尉д龢O材料（LiNixCoyMn1-x-yO2, x＞0.9）因其較高的能量密度（4.3V，210 mAh g-1）成為了下一代高能量密度鋰離子動(dòng)力電池正極主要的主要候選者。然而，其單晶材料表界面離子傳輸慢與副反應(yīng)嚴(yán)重等問(wèn)題成為制約超高鎳單晶正極長(zhǎng)循環(huán)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，亟需優(yōu)化界面。質(zhì)子因其與電解液溶質(zhì)LiPF6的高反應(yīng)活性，一直被認(rèn)為是界面副反應(yīng)的標(biāo)志。而其副反應(yīng)產(chǎn)物L(fēng)iF和Li3PO4卻是...

2025-01-06

新材料學(xué)院潘鋒團(tuán)隊(duì)在發(fā)展圖論結(jié)構(gòu)電化學(xué)與AI相融合應(yīng)用于尿素電催化機(jī)理研究取得進(jìn)展

電催化是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)能源轉(zhuǎn)化、減碳減排的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)電催化反應(yīng)路徑的認(rèn)識(shí)是合理設(shè)計(jì)催化劑的前提，受限于復(fù)雜的表面動(dòng)態(tài)效應(yīng)和龐大的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，這需要發(fā)展新的研究范式來(lái)實(shí)現(xiàn)催化反應(yīng)路徑的高效預(yù)測(cè)。北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院潘鋒教授團(tuán)隊(duì)將數(shù)學(xué)的圖論和結(jié)構(gòu)化學(xué)相融合，把材料中的原子當(dāng)作圖論的點(diǎn)，原子間的化學(xué)鍵當(dāng)作圖論的邊，創(chuàng)新性地提出了一種基于圖論的結(jié)構(gòu)化學(xué)研究方法(Sci China Chem, 2019, DOI: 10.1007/s...

2024-12-18

鄭家新團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)邀在JMI撰文對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)晶體描述符應(yīng)用于高比能鋰電池中高鎳正極與鋰金屬負(fù)極材料研發(fā)進(jìn)行系統(tǒng)總結(jié)與展望

高鎳正極和鋰金屬負(fù)極等電極材料對(duì)高比能鋰電池性能至關(guān)重要，而機(jī)器學(xué)習(xí)晶體描述符可以用數(shù)字化的方式準(zhǔn)確描述這些材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)，使得研究人員可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)幫助探究它們的微觀行為和失效機(jī)制。基于北京大學(xué)深圳研究生院鄭家新副教授團(tuán)隊(duì)近年來(lái)在高比能鋰電池電極材料的機(jī)器學(xué)習(xí)性質(zhì)預(yù)測(cè)與勢(shì)場(chǎng)擬合等方面的工作，該團(tuán)隊(duì)受邀在Journal of Materials Informatics期刊（于2021年4月由OAE Publishing Inc. 正式創(chuàng)刊，由中國(guó)...

2024-11-04