徐吉靜教授-外場(chǎng)輔助固態(tài)金屬空氣電池

吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院無機(jī)合成與制備化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室未來科學(xué)國(guó)際合作聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室個(gè)人介紹吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院學(xué)士長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所博士后-副研究員吉林大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授博導(dǎo)2020年：中共中央組織部國(guó)家“萬人計(jì)劃”2019年：吉林省人民政府吉林省研究方向：多孔儲(chǔ)能材料多孔材料儲(chǔ)能JiJi-JingXu*,etal.Adv.Mater.2020,32,2002559.發(fā)展下一代超高比能二次電池體系當(dāng)前電池能量密度還很難滿足電動(dòng)汽車和電子產(chǎn)品領(lǐng)域發(fā)展需求金屬空氣電池工作原理VV-+●●●●●●MHandbookonBatteryEneru現(xiàn)狀與問題：倍率性能差、循環(huán)壽命短、能量效率低關(guān)鍵科學(xué)問題與解決方案電解液揮發(fā)與分解電解液揮發(fā)與分解正極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢正極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢創(chuàng)制固態(tài)創(chuàng)制固態(tài)電解質(zhì)材料提出外場(chǎng)輔助提出外場(chǎng)輔助策略關(guān)鍵科學(xué)問題與解決方案電解液揮發(fā)與分解電解液揮發(fā)與分解創(chuàng)制固態(tài)創(chuàng)制固態(tài)電解質(zhì)材料OOS常見無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)及存在的缺陷 u分子篩固態(tài)電解質(zhì)解決現(xiàn)有電解質(zhì)材料面臨的3大關(guān)鍵問題空氣/Li穩(wěn)定性差SC-LiXSimulatedFAU5101520253035402Theta(degree) 5543210 oSC-LiX2.4×10-2Scm-10.00.81.62.43.24.0Z'(104Ohm)↓≥↓≥u原位生長(zhǎng)/組裝策略處理“電解質(zhì)/電極”界面問題大面積制備u高的柔性、安全性、可裁剪性和在無人機(jī)中的應(yīng)用嘗試安全性展示安全性展示u分子篩固態(tài)電解質(zhì)的性能優(yōu)于商用LAGP65withC|LAGP65withC|LiXZMwithC-LiXZM432030006000900012000Capacity(mAhg-1)665432www50100P200@mAg-5001100002004006008001000Capacity(mAhg-1)VoVoltage(V)54321withC|LAGPwithC-LiXZMwithOEwithC|LAGPwithC-LiXZMCapacity(mAhg-1)0CyclenumberuCOF材料作為固態(tài)電解質(zhì)的選擇與設(shè)計(jì)0.180.18eVuCD-COF-Li固態(tài)電解質(zhì)對(duì)空氣、水、超氧根的高uCD-COF-Li固態(tài)電解質(zhì)對(duì)鋰負(fù)極具有良好uu優(yōu)異的電池性能u金屬有機(jī)框架UIO-67（MOF）材料作Ji-JingXu*Ji-JingXu*,etal.Adv.Funct.uu孔道大小u開放金屬位點(diǎn)uUiO67離子電導(dǎo)率:6.4×10-4Scm-1Ji-JingXu*Ji-JingXu*,etal.Adv.Funct.uMOF固態(tài)電解質(zhì)對(duì)空氣、水、超氧根的高穩(wěn)定性Ji-JingXu*Ji-JingXu*,etal.Adv.Funct.u優(yōu)異的放電容量、過電位、循環(huán)穩(wěn)定性、可逆性Ji-JingXu*Ji-JingXu*,etal.Adv.Funct.u離子液體限域在MOF的孔道中可進(jìn)一步提升離子電導(dǎo)率電荷密度分布Ji-JingXu*Ji-JingXu*,etal.Adv.Mater.2022,reviJi-JingXu*Ji-JingXu*,etal.Adv.Mater.2022,revi王曉雪遲茜文管德慧苗成林李佳欣王曉雪遲茜文管德慧苗成林李佳欣JiJi-JingXu*,JihongYu,etal.Nature2021,592,551；Ji-JingXu*,etal.Chem2023,9,394–410；Matter12364?12376；EnergyStoragu固態(tài)正極的制備，兼顧離子、電子和氧氣分子的連續(xù)傳輸JiJi-JingXu*,JihongYu,etal.Nature2021,592,551；Ji-JingXu*,etal.Chem2023,9,394–410；Matteru固態(tài)正極的制備，兼顧離子、電子和氧氣分子的連續(xù)傳輸Li-ionconductionSemicondJi-JingXu*Ji-JingXu*,etal.J.Am.Chem.Soc.2022,Accept.Ji-JingXu*,etal.J.Am.Chem.Soc.2022,Accept.u固態(tài)正極的制備，兼顧離子、電子和氧氣分子的連續(xù)傳輸Ji-JingXu*,etal.J.Am.Chem.Soc.2022,Accept.關(guān)鍵科學(xué)問題與解決方案正極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢正極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)緩慢提出外場(chǎng)輔助提出外場(chǎng)輔助策略u(píng)在國(guó)際上率先提出外場(chǎng)輔助提升金屬空氣電池反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的策略提升電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)提升電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)Ji-JingXu*,etal.Adv.Mater.2022,34(10),2107826;Adv.Mater.2022,34(2),2104792;J.Am.Chem.Soc.2021,143,14253;Adv.Mater.2020,32(44),1907098;Angew.Chem.Int.Ed.2020,59,光生電子光生空穴放電反應(yīng)（ORR）JiJi-JingXu*,etal.Adv.Mater.2022,34(10),2107826;J.Am.Chem.Soc.2021,143,14253;Adv.Mater.2020,32(44),1907098;Angew.Chem.Int.Ed.2020,59,19518;ACSNano2022,16(8),12364.u一體化TiO2/Fe3OJijingJijingXu*,JihongYu*,etal.J.Am.Chem.Soc.2021,143,14253；Adv.Mater.2020,32,1907098.u光生電子和空穴在充/放電過程中的作用機(jī)制u光生電子和空穴在充/放電過程中的作用機(jī)制放電過程充電過程光生電子和空穴同時(shí)參與的充放電機(jī)制JijingJijingXu*,JihongYu*,etal.J.Am.Chem.Soc.2021,143,14253；Adv.Mater.2020,32,1907098.u光生電子調(diào)控放電產(chǎn)物的沉積形貌和行為u光生電子調(diào)控放電產(chǎn)物的沉積形貌和行為能量轉(zhuǎn)換效率%能量轉(zhuǎn)換效率%JijingJijingXu*,JihongYu*,etal.J.Am.Chem.Soc.2021,143,14253；Adv.Mater.2020,32,1907098.u一體化In2OhvhvVBVBJiJi-JingXu*,etal.Angew.Chem.Int.Ed.2020,59,19518-19524.u光場(chǎng)輔助的光生電子和In離子變價(jià)參與的放電機(jī)制發(fā)現(xiàn)In+和In-O鍵 價(jià)參與的放電機(jī)制JiJi-JingXu*,etal.Angew.Chem.Int.Ed.2020,59,19518-19524.u正極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)提升效果和電池性能u正極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)提升效果和電池性能能量轉(zhuǎn)換效率%能量轉(zhuǎn)換效率%JiJi-JingXu*,etal.Angew.Chem.Int.Ed.2020,59,19518-19524.JiJi-JingXu*,etal.J.Am.Chem.Soc.2022,UnderReview.JiJi-JingXu*,etal.J.Am.Chem.Soc.2022,UnderReview.u光場(chǎng)/磁場(chǎng)輔助鋰氧氣電池，洛倫茲力抑制電子-空穴復(fù)合JiJi-JingXu*,etal.Adv.Mater.2022,34(2),2104792.u電壓平臺(tái)、倍率性能和循環(huán)壽命等電池性能得到全面提升JiJi-JingXu*,etal.Adv.Mater.2022,34(2),2104792.鄭麗君鄭麗君納米金屬局域表面等離子體共振熱電子熱輻射Ji-Ji-JingXu*,etal.Adv.Mater.2022,34(10),2107826；ACSNano2022,16(8),12364–12376.鄭麗君鄭麗君Ji-JingXu*,etal.Adv.Mater.2022,34(10),2107826；ACSNano2022,16(8),12364–12376.鄭麗君鄭麗君Ji-JingXu*,etal.Adv.Mater.2022,34(10),2107826；ACSNano2022,16(8),12364–12376.u力場(chǎng)輔助鋰空氣電池：持續(xù)增加的內(nèi)應(yīng)力TiOTiOJiJi-JingXu*,etal.2023,Unpublishedresults.u內(nèi)應(yīng)力引起晶胞內(nèi)正負(fù)電荷中心偏離，產(chǎn)生偶極極化abJiJi-JingXu*,etal.2023,Unpublishedresults.u內(nèi)應(yīng)力引起晶胞內(nèi)正負(fù)電荷中心偏離，產(chǎn)生偶極極化abJiJi-JingXu*,etal.2023,Unpublishedresults.u電池展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能dJiJi-JingXu*,etal.2023,Unpublishedresults.李瑪琳王曉雪鄭麗君管德慧杜興源李瑪琳王曉雪鄭麗君管德慧杜興源O2/MOO2/MOx光照VBVB制光激發(fā)電子和空穴復(fù)合熱電子等離子熱電子等離子光照納米熱半導(dǎo)體光電子 CO2 CO2/LiCO3 CO2Ji-Ji-JingXu*,etal.Adv.Mater.2022,34(10),2107826;Adv.Mater.20