- 百公斤级粉体等离子体设备的开发及材料处理工艺的探索 (100万)-2025/06/30, 企业横向
- 等离子体法制备金属纳米团簇及其结构调控与电催化性能研究 (50万), 国家自然科学基金委-2027/12/31, 面上项目
- PECVD 制备纤维基 Janus 膜及其在金属空气电池中的应用(10 万), 2022/01/01
- 生物碳基高比能锂硫电池关键材料设计及器件开发 (80万), 2022/01/01, 在研, 高比能、长寿命二次电池是现代电动交通和分布式储能的核心动力源和关键设备,是国家“十四五”规划、四川省“十四五”规划和二〇三五年远景目标重点支持发展产业。针对目前商业锂离子电池能量密度低、寿命短、安全性低的问题,本项目聚焦新型高性能(高比能、长寿命、高安全)锂硫电池关键材料及器件研发:1)提出生物自组装熔硫机制,开展高质可控的霉菌碳及其高容量硫复合正极制备研究;揭示低温喷雾淬火SEI界面强化抑制金属锂枝晶的机制,开发高稳定性霉菌碳基淬火金属锂负极;阐明制备工艺对正负极材料的微观形貌、结晶度、粒径、组成和电化学性能等的影响规律。2)揭示异质界面复合抑制枝晶和穿梭协同机制,创制高安全性霉菌碳基功能隔膜;探究正负极材料和功能隔膜的界面稳定性和匹配机制,研究分析电极/隔膜界面结构与电池性能之间的内在关联特性,阐明功能隔膜的电化学稳定性和安全性。3)基于霉菌生物自组装技术,开发霉菌碳基正负极材料和功能隔膜的规模化可控制备技术,并设计开发新型高比能锂硫电池全电池器件,阐明其使役性能演变规律与稳定机制,为高性能锂硫电池的设计开发提供有价值的理论依据和技术支撑,促进四川省高比能二次电池的技术革新及产业升级。
- 等离子体辅助碳化钼阵列的可控制备与缺陷调控及其电催化析氢机理研究(24万), 国家自然基金委, 2020/10/16, 在研
- 杰出人才引进与培养计划 (260万), 2019/09/01-2024/08/31, 在研
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- A facile, scalable, high stability Lithium metal anode.SusMat.2022
- Composite Separators for Robust High Rate Lithium Ion Batteries.Advanced Functional Materials.2021
- Scalable CNTs/NiCoSe2 Hybrid Films for Flexible All-Solid-State Asymmetric Supercapacitors.ACS applied materials & interfaces.2021
- Highly Conductive, Flexible, and Nonflammable Double-Network Poly(ionic liquid)-Based Ionogel Electrolyte for Flexible Lithium-Ion Batteries.ACS Applied Materials & Interfaces.2021
- Enhancing bifunctionality of CoN nanowires by Mn doping for long-lasting Zn-air batteries.Science China Chemistry.2020
- Plasma surface functionalization induces nanostructuring and nitrogen-doping in carbon cloth with enhanced energy storage performance.Journal of Materials Chemistry A.2016,4(45):17801-17808
- Ultrafine Metal Nanoparticles/N-Doped Porous Carbon Hybrids Coated on Carbon Fibers as Flexible and Binder-Free Water Splitting Catalysts.Advanced Energy Materials.2017,7(15):1700220
- 3D Porous Hierarchical Nickel-Molybdenum Nitrides Synthesized by RF Plasma as Highly Active and Stable Hydrogen-Evolution-Reaction Electrocatalysts.Advanced Energy Materials.2016,6(11):1600221
- Rapid Synthesis of Cobalt Nitride Nanowires: Highly Efficient and Low-Cost Catalysts for Oxygen Evolution.Angewandte Chemie International Edition.2016,55(30):8670-4
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课题组研究主要围绕纳米功能材料的设计与合成及其在能源储存与转化器件中的应用展开。
等离子体是离子化气体状物质,不同于固态、液态和气态物质的第四态,具有高能、高活性等特点,能够促进很多需要在高温、高压等严苛条件下才能进行的反应在比较温和的条件下发生,完成一些普通方法无法实现或者比较难以实现的反应,为材料制备科学的发展提供了一条新的路径。射频等离子体技术作为一种强有力的工具在新能源电极材料沉积、物相转换、表面修饰、缺陷与纳米结构的构建等方面获得了广泛的应用。课题组通过设计不同的反应装置,气态、液态以及固态源均可以应用到等离子反应中。利用氮气等离子体可以在短时间内将金属与又纳米结构的纳米金属氧化物转化为相应的金属氮化物,通过参数控制既可以利用刻蚀效应来构建三维结构也可以保持原有的形态。利用尿素、硫脲、氟化铵等固体作为等离子体源对过渡金属氧化物进行处理,可以碳包覆氮化物、氮硫共掺杂(氮硫双相)以及氮氟共掺杂金属基电极材料,获得的异质元素掺杂以及双相金属化合物表现出可调的电催化性能。利用二茂铁、二茂镍等金属有机物作为等离子体源,可以调制出碳负载亚纳米尺度金属电极材料,在电催化等领域具有很好的应用潜力。通过设计密封装置可以对锂、钠等碱金属负极材料进行表面处理,构筑人工SEI膜,改善在充放电过程中枝晶的生长情况。一系列成果表明,等离子体技术可以在纳米原子层级进行电极材料进行高效的制备与改性。
课题组全体师生致力于等离子体技术在纳米功能材料领域的机理机制研究以及产业化推广!