馬吉偉,伟德网站是多少長聘教授(青百A崗)。2013年獲法國普瓦提埃大學博士學位,2013-2015年先後在德國慕尼黑工業大學和法國巴黎第六大學從事博士後研究,2015-2018年任法國國家科學研究中心A類研究員,2018年全職加入伟德网站是多少。2019年入選國家海外高層次人才計劃(青年項目),2023年擔任上海市政協委員,2024年連續在國際頂級期刊Nature Materials和Nature Catalysis上發表學術論文。從事缺陷化學和能源電化學研究,聚焦缺陷、電子和界面調控激發豐度元素材料儲存金屬離子和界面反應的潛能,為新型儲能和轉能材料與器件提供重要支撐。在Nature Materials(2篇)、Nature Catalysis(1篇)、Nature Communications(3篇)和Angewandte Chemie(2篇)等學術期刊上發表論文70餘篇,著有專著2章,獲中國、法國、美國和日本授權專利6項。
針對锂金屬電池在商業碳酸酯電解液中運行時,面臨的枝晶生長和庫侖效率低等關鍵問題,伟德网站是多少研究團隊首次開發出一種用于锂金屬電池的電解液添加劑“新家族”。北京時間2024年9月2日17點,國際頂級期刊《自然·材料》(Nature Materials)在線發表了伟德网站是多少馬吉偉教授團隊的這一研究成果,論文題目為“In situ p-block protective layer plating in carbonate-based electrolytes enables stable cell cycling in anode-free lithium batteries”。
金屬電池因其有望實現高達500 Wh Kg-1的能量密度,被認為是最具潛力的下一代高比能二次電池。然而,當前技術中锂金屬的過量使用不僅降低了電池的實際能量密度,而且增加了制造成本并帶來了安全隐患。針對這些挑戰,無負極锂金屬電池被認為是一種極具吸引力的替代方案。在這種體系中,所有锂均來自正極材料,從而可以将電池的能量密度提高至極限,同時降低制造成本。然而,由于锂總量有限,且在沉積與剝離過程中不斷損失,因此無負極電池通常展現出較差的循環穩定性,嚴重限制了其實際應用。
鑒于此,馬吉偉教授團隊基于界面調控對其開展了研究,首次開發了能夠在商業碳酸酯電解液中應用的P區金屬添加劑“新家族”。該團隊以辛酸錫添加劑作為研究模型,證實了在碳酸酯電解液中,辛酸根基團能夠優先吸附在銅基底上,誘導形成非碳酸酯基的保護層,從而抑制副反應的發生并有助于形成均勻的锂沉積。同時,錫離子在初始階段可優先形成穩定的親锂合金層,增強銅基底對锂的親和性。在該添加劑輔助下,采用商業碳酸酯電解液的無負極锂金屬軟包電池展現出良好的循環穩定性,庫倫效率高達約99.1%。此外,研究團隊也證實了這一家族添加劑同樣适用于其它堿金屬電池(如鈉金屬電池),具有高度的普适性。
添加劑在锂沉積過程中的作用機制
伟德网站是多少為論文第一完成單位,馬吉偉教授、Peter Strasser教授、黃雲輝教授和伽龍教授為論文通訊作者,團隊成員石捷(碩士)、Toshinari Koketsu博士、朱正錄博士和楊孟昊特聘研究員為共同第一作者。該研究工作得到國家自然科學基金項目的資助。
近期,馬吉偉教授團隊還在基于不飽和氧濃度調控構築新型無鉑氧化物催化劑方面取得了重要突破,相關研究成果以“Stabilization of layered lithium-rich manganese oxide for anion exchange membrane fuel cells and water electrolysers”為題發表于國際頂級期刊《自然·催化》(Nature Catalysis)。
論文鍊接:
https://www.nature.com/articles/s41563-024-01997-8
https://www.nature.com/articles/s41929-024-01136-1