优秀博士成长故事——刘博雅:锂离子电池有机电极材料研究
青年人才风采展示

优秀博士成长故事——刘博雅:锂离子电池有机电极材料研究

2023-04-03

  我是刘博雅,现为哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院在读博士。目前从事锂离子电池有机电极材料等方面的研究工作。博士期间发表第一作者文章五篇,其中SCI一区四篇,二区一篇,累计影响因子超过50。

  锂离子电池因能量密度高、无记忆效应、循环寿命长等优点成为近20年来最理想、可靠的储能系统之一,被广泛应用于移动通讯、笔记本电脑、便携式仪器等领域,且在未来具有更加广阔的应用前景。为满足对高容量、低成本的储能系统的需求,电极材料的探索被认为是提高电池性能的重要一环。因此,在博士就读期间,针对用于锂离子电池负极的有机电极材料进行了一系列研究。传统锂离子电池系统往往以过渡金属化合物和石墨等无机物作为电极材料。过去,人们在优化无机材料方面进行了不断的探索,通过掺杂、包覆和部分取代等方法使材料获得更好的性能。遗憾的是,这些材料作为无机物仍具有一定的局限性。一些材料只能达到其理论容量的一半,还有一些材料的组成元素在自然界中并不丰富,导致无机材料在未来应用中的成本提升。其合成和回收也存在问题,废弃的电极材料中含有重金属离子,造成严重的环境污染,使得大规模生产和使用不可持续。此外,无机电极材料的能量密度难以提高、快速充放电过程中存在结构变化导致循环性差和功率密度低等缺点也使其应用变得更加困难。因此,开发不含重金属、高容量、高比能量的新型电极材料是锂离子电池研究的重要目标。有机材料因其来源丰富、结构多样性、高容量和绿色环保等优点近年来受到广泛的关注。基于以上思路,对聚酰亚胺类材料展开探索,其因具有不易溶解、含有大量储锂位点、制备过程相对简单等优势而被认为是有机负极材料中最具潜力的一种。根据这类材料的特性,综合考虑储锂位点、分子量、结构稳定性和导电性,从分子结构设计和制备具有高导电性的复合材料的角度对材料进行改进。围绕上述工作,以第一作者身份发表SCI一区论文3篇,为提高此类材料储锂能力的提供了不一样的解决思路。

  不忘初心,砥砺前行,长路漫漫,未来可期。在科研创新的道路上,我将不畏艰难,不惧挑战,踏实工作,保持对科研事业的热情,全力以赴贡献力量。

Baidu
map