报告题目:

面向高安全水系电池的表界面工程

报告人:

于乐

所在单位:

北京化工大学

报告人简介:

于乐，北京化工大学化学工程学院教授、博士生导师，规划与学科建设办公室副主任。2008年本科毕业于山东大学，2011年硕士毕业于上海大学，2016年博士毕业于新加坡南洋理工大学，师从楼雄文教授。研究领域是新型微纳米结构功能材料设计与合成，尤其是中空纳米功能材料的优化设计与合成探索，并研究功能纳米材料在电化学储能转化领域，如锂/钠离子电容器、电池、电催化等的应用。近年以共同作者身份在Science Advances、Nature Communications、Chem、Joule、Advanced Materials、Angewandte Chemie International Edition等国际学术期刊上发表论文130余篇，其中48篇ESI高被引论文，H-index为77。2018-2023连续六年入选科睿唯安(Clarivate Analytics)全球高引科学家名单(其中，2018年为Cross-field,跨学科领域；2019-2023年为化学、材料科学双领域)。

报告摘要:

电化学能源转换技术可以完成电能和化学能间的互相转化，是实现清洁能源存储、转运及应用的一项关键技术。其中，水系锌离子电池以其低成本、高功率密度和高安全性等优点成为最具有竞争力的储能系统之一。因其具有高理论比容量、低还原电位、易加工和低毒性等优点，金属锌被认为是理想的锌负极材料。然而，锌枝晶生长和表面析氢副反应等问题极大降低了锌负极的库伦效率（CE）和循环稳定性，阻碍了水系锌离子电池的实际应用。

最近，研究者提出一系列优化策略来应对上述锌负极面临的挑战，如界面改性，电解质优化以及锌负极载体的结构设计等。其中，设计高导电三维锌负极载体不仅可以减小局部电流密度，还可以提高空间利用率，有效降低沉积/剥离过程中的结构应力，缓解体积膨胀，增强结构稳定性。不仅如此，在三维结构表面引入具有亲锌性的反应位点来降低与金属锌的成核过电势，可引导锌均匀沉积。因此，设计制备兼具三维结构和亲锌位点的载体对于制备稳定的无枝晶锌负极具有重要意义。

本报告总结归纳了汇报人在金属锌负极限域调控中的代表性工作，并对其研究前景进行了展望。