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郭再萍院士做客张江高等研究院主讲第二期未来物质与能源证道讲坛

在当今能源转换与存储技术迅猛发展的背景下,电池安全问题日益受到全球科研界的关注。2024年4月21日,第二期未来物质与能源证道讲坛在张江高等研究院6号楼宣讲厅举办。本次讲坛邀请了澳大利亚科学院和技术科学与工程院双院院士、阿德莱德大学化学工程学院郭再萍教授带来了题为《用于大规模可充电电池的不易燃电解质》的学术报告。上海交通大学材料科学与工程学院副院长、张江高等研究院林天全研究员,北京高压科学研究中心吕旭杰研究员,上海硅酸盐研究所秦鹏研究员等六十余位师生线上线下出席,讲坛由上海交通大学张江高等研究院未来材料创制中心主任黄富强教授主持。

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郭再萍院士提出可通过组分调控设计不易燃电解质,进而从本质上消除火灾隐患,提高电池安全性。郭再萍院士团队通过筛选合适DN值的阴离子和溶剂,将阴离子引入溶剂化结构以降低溶剂分子的极化程度,从而解决阻燃剂对金属锂的低稳定性问题。以NO3-与TMP为例,将NO3-引入溶剂化结构抑制了阻燃剂TMP与金属锂的副反应,开发了与金属锂负极高度稳定兼容的不可燃电解液,且具有低粘度与高离子传导率,这对于研究实际安全、高性能碱金属离子电池的电解质方面具有指导意义。在水系锌离子电池方面,郭再萍院士认为由于其低成本、环境友好、本质安全,是大规模储能的理想选择,但该体系面临锌沉积效率低、循环寿命短等问题。基于此,郭再萍院士团队通过加入电解液添加剂和设计凝胶电解质等策略,通过与水形成强氢键来降低水的活性,优化锌沉积行为,进而抑制电极界面副反应发生,实现了锌离子电池高库伦效率、高容量与长循环寿命。

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在场师生就不易燃电解液中阻燃剂与金属锂的作用机制、软包电池制备及电池产气、水凝胶电解质离子传输机制、锌离子电池性能评估准则以及锂/钠/钾/锌离子电池实际应用前景等方面与郭再萍院士展开了深入讨论交流,拓展了高安全可充电电池研究的科研思路。活动结束后,与会人员与郭再萍院士合影留念,共同记录下这一难忘时刻。

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报告结束后,郭再萍院士等参观了一楼展厅,林天全研究员讲解了交大的历史和发展。在一代又一代交大人的不懈努力下,学校取得了显著的成就,多项科研成果取得了社会各界的广泛关注。

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本次讲坛的举办,旨在集结国内外顶尖科研专家,构建高水平的学术交流与合作平台。通过这一平台,与会者可以深入探讨当前材料科学面临的技术挑战,分享最新的研究成果,激发创新思维。郭再萍院士的报告不仅为在场师生提供了宝贵的学习机会,更为高安全可充电电池的研究领域带来了新的启示和思考。

吕卓然
段梦林
张江高等研究院
李莉伟