華北電大國家儲能技術產教融合創(chuàng)新平臺田華軍教授團隊在國際頂級期刊Nature Reviews Chemistry上發(fā)表研究成果

　　全固態(tài)電池采用固態(tài)電解質取代傳統(tǒng)鋰離子電池中易燃的有機電解液，表現(xiàn)出高安全性和高能量密度等雙重優(yōu)勢，成為下一代關鍵電化學儲能體系的研究熱點之一。設計具有高離子電導率和界面兼容性的固態(tài)電解質是實現(xiàn)高性能全固態(tài)電池的關鍵。近年來，鹵素化學在電池電化學中的應用引起廣泛關注。其中，含鹵素固態(tài)電解質具有高離子電導率、良好的機械形變性和寬電化學窗口，在全固態(tài)電池中發(fā)揮著重要的作用。因此，對鹵素固態(tài)電解開展系統(tǒng)性研究以及深入理解鹵素化學與電池電化學性能之間的關系對開發(fā)高性能全固態(tài)電池具有重要意義。近日，華北電力大學首次以第一單位在國際頂級期刊《自然綜述：化學》(Nature Reviews Chemistry, IF = 36.3)上在線發(fā)表了田華軍教授團隊最新研究成果。文章題目為“Halogen chemistry of solid electrolytes in all-solid-state batteries”。我校能源動力與機械工程學院博士研究生賀碧嬌為第一作者，辛燕副教授、田華軍教授為通訊作者。Nature Reviews Chemistry是Nature雜志旗下子刊，主要發(fā)表與化學相關的多學科領域的原創(chuàng)研究文章、評論文章和綜述文章。

鹵素化學在全固態(tài)電池中的應用

　　文章系統(tǒng)總結了鹵素電池電化學的發(fā)展歷史、含鹵素固態(tài)電解質的研究進展與面臨的問題和挑戰(zhàn)，詳細討論了含鹵素固態(tài)電解質的制備、改性和電池電化學性能分析，全面剖析了鹵素在全固態(tài)電池中的物理和化學作用、離子傳輸機制及設計原則，深入解析了鹵素化學機制與固態(tài)電解質性能優(yōu)化之間的關系，討論了鹵素固態(tài)電解質在實際應用中面臨的主要挑戰(zhàn)和前景，對鹵素固態(tài)電解質進行了全面總結和討論，為探索和設計高性能固態(tài)電池提供了參考。

　　近年來，田華軍教授團隊始終聚焦智能電網與局域儲能用儲能系統(tǒng)的電池材料與電池電芯本質安全的痛點和難點，依托國家儲能技術產教融合創(chuàng)新平臺等開展了系列本質安全儲能電池科學研究與技術攻關工作。團隊先后發(fā)表了多項關鍵技術研究成果，主要包括：首次實現(xiàn)高安全海水基水系鋅電池技術(《自然·通訊》 Nature Communications , 2021)、開發(fā)了高性能鋰電池硅基負極材料( Advanced Functional Materials , 2021)、開發(fā)了高安全高功率水系金屬離子電池與器件(《自然·通訊》 Nature Communications , 2022)以及掌握了全固態(tài)電池技術與含鹵素固態(tài)電解質設計準則( Nature Reviews Chemistry , 2023)等。

　　田華軍，華北電力大學能源動力與機械工程學院教授、博士生導師，儲能電池材料與應用技術研究所所長，國家儲能技術產教融合創(chuàng)新平臺-電化學儲能材料與器件團隊負責人。2021榮獲中國新銳科技人物卓越影響獎。田華軍教授長期從事單價離子電池，包括全固態(tài)鋰電池、鈉離子電池;多價離子電池，包括高安全性鎂、鋁、鋅離子電池在內的高比能二次新型儲能電池研究。在 Nature Reviews Chemistry , Nature Communications (4篇)， Science Advances 等期刊上發(fā)表高水平學術文章50余篇，被引3600余次，申請專利14項，授權8項。所領導的團隊重點開發(fā)應用于智能電網與局域儲能用儲能系統(tǒng)的高能量密度、寬溫區(qū)、長壽命、高安全水系金屬離子電池、低成本鈉離子電池、高安全固態(tài)鋰電池儲能體系。

　　論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41570-023-00541-7#citeas