锂离子电池目前广泛应用于各类便携式电子设备,在人类社会的信息化、移动化、智能化、社会化等方面凸显作用,并有望在电动汽车和智能电网等领域大规模应用。商品化锂离子电池的正极材料主要是无机过渡金属氧化物和磷酸盐,其中过渡金属资源大都不可再生,电池回收利用技术复杂、成本高,从长远的角度来看可能会面临资源短缺等难点问题。因此,可循环再生的电极材料开发已成为电池领域的学术前沿和重大需求。
有机电极材料由于含有丰富的碳、氢、氧等元素而显现出可再生、绿色环保、低成本和高容量等优点,近年来受到了广泛的关注。有机电极材料的制备具有合成创造的特点。有机电极材料一般可以从植物中(比如玉米等作物和苹果等果蔬)直接提取或者以生物质材料为原料通过简单的方法制备得到;在有机材料提取制备、电池装配和回收过程中产生的二氧化碳又可以被植物吸收利用,因而体现了很好的循环和可再生性。然而,有机电极材料还面临着在电解液中溶解度大、导电性差、密度低等难点问题,其材料特征、作用机理、构效关系等亟待深入理解。
陈军院士,1967 年生,1985-1992 年在南开大学化学系学习,先后获学士、硕士学位,并于 1992 年留校工作;1996-1999 年在澳大利亚 Wollongong 大学材料系学习,获博士学位;1999-2002 年在日本大阪工业技术研究所任研究员。自 2002 年任南开大学教授、博士生导师,2014 年入选英国皇家化学会会士(FRSC), 2017 年当选中国科学院院士,2020 年当选发展中国家科学院院士。
2020 年重要锂电成果有:
Nat. Rev. Chem.:实用锂电池有机电极材料的前景
Angew. Chem. Int. Ed.:紫精晶体作为锂电池正极的储能机理及结构演化 Materials Today:锂离子电池高能层状氧化物正极材料的研究进展与展望
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