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太阳能高效利用协同创新中心PI团队- 高效储能电池材料制备与改性
发布时间：2014-09-25 点击次数：
PI名称：高效储能电池材料制备与改性
简介：隔膜、负极材料、正极材料与电解质是锂离子电池的关键组成。针对锂离子电池陶瓷隔离膜易吸水的问题，本团队拟采用有机无机复合纳米改性技术将陶瓷层改性制备成不吸水、导热性好并且能亲有机溶剂的涂层。针对负极材料天然石墨循环性能较差（通常循环只能达到600次）的问题，本团队拟通过对天然石墨包覆一些表面层，提高其循环性能。由于电解液的稳定性不好，及材料的自身稳定性不够，目前正极材料循环性能差，为此拟开展两方面的工作，一方面开展高电压的电解液添加剂的开发，另一方面可以通过修饰或者参杂的方式提高材料的自身稳定性。超级电容器具有高功率密度高与循环次数，且极短的充电时间等特性，但存在易碎、自放电以及工业生产技术瓶颈等问题，本团队拟开展氧化锰、纳米碳双电层型超级电容器，以及钛酸钡、石墨烯等物理介电型超级电容器，提高超级电容器性能。
依托平台：绿色轻工材料湖北省重点实验室、湖北工业大学太阳能研究院
研究思路：采用有机无机复合纳米改性技术将陶瓷层改性制备成不吸水、导热性好并且能亲有机溶剂的涂层。通过对天然石墨包覆一些表面层，提高其循环性能。开展高电压的电解液添加剂的开发；通过修饰或者参杂的方式提高正极材料的自身稳定性。通过开展氧化锰、纳米碳材料型双极超级电容器与钛酸钡，石墨烯型物理介电型超级电容器，提高超级电容器性能。
研究目标：锂离子电池材料循环性能达到1500次以上，并且实现产业化。高效超级电容器能量密度达到100wh/KG，循环次数达到5000次以上，可使用20年以上。
发展方向：高循环次数锂离子电池储能材料制备与生产，高能量密度与循环次数超级电容器储能材料改性制备与生产。
团队情况介绍
1 团队负责人：
袁颂东，男，化学与化工学院院长，教授，博士。主要研究高效储能材料制备与改性。
2 团队成员：
江国栋，男，化学与化工学院，讲师，博士。主要研究超级电容器材料制备与改性。
张运华，男，化学与化工学院，讲师，博士。主要研究负极石墨材料改性。
李栋，男，化学与化工学院，教授，日本北海道大学博士，英国牛津大学博士后，主要研究锂离子电池新型电解质、隔离膜材料修饰改性。
廖洪维，男，化学与化工学院，教授，美国莱斯大学博士。主要研究正极高电压材料开发。
近五年来代表性项目
近五年来代表性论文
[1] Yuan Songdong, Lihua Zhua, Mingxia Fan. Fluffy-like Spherical Structure of Boron Nitride Synthesized by Epitaxial Growth. Mater. Chem. Phys., 2008, 112：912~915 . IF 2.072
[2] Yuan Songdong，Zhu Lihua, Zhang Guixi. Variations in Electroluminescence Spectra of Organic Light Emitting Diodes Containing Bathocuproine Layer. Journal of Wuhan University of Technology（Mater.Sci.Edition）,2009,24(2): 264~268. IF 0.484
[3] Li Jie, Yuan Songdong＊. Porous boron nitride with a high surface area: hydrogen storage and water treatment.Nanotechnology 24 (2013) 155603. IF 3.984
[4] Yuan Songdong，Cao Xiaoyan, Wang Xiaobo. Synthesis of Ag-doping TiO2 nanobelt and study on its photocatalytic character. Material Engineering,2009，10：11~15 (EI).
[5] Yuan Songdong，Xiong Kun，Hu Kunpeng. Preparation and properties of h-BN porous material with high specific surface area by adding NH4Cl.Material Engineering,2013,10:53-56 (EI)
[4] Guodong Jiang, Zhifen Lin, Chao Chen. TiO2 nanoparticles assembled on graphene oxide nanosheets with high photocatalytic activity for removal of pollutants. Carbon, 2011,49(8): 2693–2701. IF 5.868
[5] Guodong Jiang, Heqing Tanga, Lihua Zhua. Improving electrochemical properties of liquid phase deposited TiO2 thin films by doping sodium dodecylsulfonate and its application as bioelectrocatalytic sensor for hydrogen peroxide. Sensors and Actuators B: Chemical,2009,138(2):607–612. IF 3.535
[6] Guodong Jiang, Zhifen Lin, Lihua Zhua. Preparation and photoelectrocatalytic properties of titania/carbon nanotube composite films. Carbon, 2010,48(12): 3369–3375. IF 5.868
[7] Hu SG, Zhang YH. Effect of temperature and pressure on the water erosion of cement asphalt mortar, Constr. Build. Mater., 2012, 34: 570-574. IF 2.293
[8] Wang FZ, Zhang YH, Liu YP et al. Preliminary Study on Asphalt Emulsion Used in Cement Asphalt Mortar. J Test Eval, 2009, 37(5):483-485. IF 0.384
[9] Zhang YH, Wang FZ. Effect of emulsified asphalt on temperature susceptibility of Cement. Advance materials Research, 2011, 335-336:124-127. (EI收录)
[10] H. Liao, K. Karki, Y. Zhang, J. Cumings, Y. Wang Interfacial mechanics of carbon nanotube @ amorphous-Si core-shell structures with in situ TEM, Adv. Mater. 2011, 23(37), 4318-4322. IF=13.877
[11] D. Shir, H. Liao, S. Jeon. Bogart Three-Dimensional Nanostructures Formed by Single Step, Two-Photon Exposures through Elastomeric Penrose Quasicrystal Phase Masks, Nano Letters 2008, 8(8), 2236. IF=13.198
[12] Li, D., Ohmiya, H., Sawamura, M. Copper-Catalyzed γ-Selective and Stereospecific Allylic Alkylation of Ketene Silyl Acetals. Journal of the American Chemical Society, 2011, 133, 5672–5675 IF=9.907 9
[13] Li, D., Tanaka, T., Ohmiya, H. Synthesis of α-Arylated Allylsilanes through Palladium-Catalyzed γ-Selective Allyl–Aryl Coupling. Organic Letters, 2010, 12, 3344–3347 IF=5.862
[14] Li, D., Ohmiya, H., Sawamura, M. Efficient Preparation of β-Branched γ,δ-Unsaturated Esters through Copper-Catalyzed Allylic Alkylation of Ketene Silyl Acetal. Synthesis, 2012, 44, 1304–1307 IF=2.466
[15] Ohmiya, H., Makida, Y. Li, D. Palladium-Catalyzed γ-Selective and Stereospecific Allyl–Aryl Coupling between Acyclic Allylic Esters and Arylboronic Acids. Journal of the American Chemical Society, 2010, 132, 879–889 IF=9.907
[16] Lang, F., Li, D., Chen, J. tert-Butanesulfinylphosphines: Simple Chiral Ligands in Rhodium-Catalyzed Asymmetric Addition of Arylboronic Acids to Electron-Deficient Olefins. Advanced Synthesis & Catalysis, 2010, 352, 843–846 IF=6.048
[17] Lang, F., Chen, J, Li, D. Palladium-Catalyzed Asymmetric Allylic Nucleophilic Substitution Reactions Using Chiral tert-Butanesulfinylphosphine Ligands. Tetrahedron: Asymmetry, 2009, 20, 1953–1956 IF=2.652
[18] Chen, J., Li, D., Ma, H. Catalytic Asymmetric Diethylzinc Addition to Diphenylphosphionyl Imines Using Chiral tert-Butanesulfinylphosphine Ligands. Tetrahedron Letter, 2008, 49, 6921–6923 IF=2.683
该方向近五年来发表三大检索文章20余篇，承担国家级项目5项，获得省部级奖励1项，申请发明专利6项。
团队研究成果展示
简介：隔膜、负极材料、正极材料与电解质是锂离子电池的关键组成。针对锂离子电池陶瓷隔离膜易吸水的问题，本团队拟采用有机无机复合纳米改性技术将陶瓷层改性制备成不吸水、导热性好并且能亲有机溶剂的涂层。针对负极材料天然石墨循环性能较差（通常循环只能达到600次）的问题，本团队拟通过对天然石墨包覆一些表面层，提高其循环性能。由于电解液的稳定性不好，及材料的自身稳定性不够，目前正极材料循环性能差，为此拟开展两方面的工作，一方面开展高电压的电解液添加剂的开发，另一方面可以通过修饰或者参杂的方式提高材料的自身稳定性。超级电容器具有高功率密度高与循环次数，且极短的充电时间等特性，但存在易碎、自放电以及工业生产技术瓶颈等问题，本团队拟开展氧化锰、纳米碳双电层型超级电容器，以及钛酸钡、石墨烯等物理介电型超级电容器，提高超级电容器性能。
依托平台：绿色轻工材料湖北省重点实验室、湖北工业大学太阳能研究院
研究思路：采用有机无机复合纳米改性技术将陶瓷层改性制备成不吸水、导热性好并且能亲有机溶剂的涂层。通过对天然石墨包覆一些表面层，提高其循环性能。开展高电压的电解液添加剂的开发；通过修饰或者参杂的方式提高正极材料的自身稳定性。通过开展氧化锰、纳米碳材料型双极超级电容器与钛酸钡，石墨烯型物理介电型超级电容器，提高超级电容器性能。
研究目标：锂离子电池材料循环性能达到1500次以上，并且实现产业化。高效超级电容器能量密度达到100wh/KG，循环次数达到5000次以上，可使用20年以上。
发展方向：高循环次数锂离子电池储能材料制备与生产，高能量密度与循环次数超级电容器储能材料改性制备与生产。
团队情况介绍
1 团队负责人：
2 团队成员：
近五年来代表性项目
| 序号 | 课题、项目名称 | 项目来源 | 科研经费 （万元） |
负责人 |
| 1 | 以超薄硅薄膜为基础的混合低成本基板太阳能电池 | 欧盟 | 350万欧元 | 梅森 |
| 2 | 纳米太阳能电池 | 欧盟 | 540万欧元 | 梅森 |
| 3 | 以氮化硼为核的梯度化复合纳米微球的合成及其润滑机理研究质研究 | 国家自然基金青年项目 | 60 | 袁颂东 |
| 4 | 石墨烯基复合光催化剂双历程高效脱氯降解PCBs及机理研究 | 国家自然基金青年项目 | 24 | 江国栋 |
| 5 | 过渡金属催化的选择性烯丙基碳氢键氟化反应研究 | 国家自然基金青年项目 | 25 | 李栋 |
近五年来代表性论文
[1] Yuan Songdong, Lihua Zhua, Mingxia Fan. Fluffy-like Spherical Structure of Boron Nitride Synthesized by Epitaxial Growth. Mater. Chem. Phys., 2008, 112：912~915 . IF 2.072
[2] Yuan Songdong，Zhu Lihua, Zhang Guixi. Variations in Electroluminescence Spectra of Organic Light Emitting Diodes Containing Bathocuproine Layer. Journal of Wuhan University of Technology（Mater.Sci.Edition）,2009,24(2): 264~268. IF 0.484
[3] Li Jie, Yuan Songdong＊. Porous boron nitride with a high surface area: hydrogen storage and water treatment.Nanotechnology 24 (2013) 155603. IF 3.984
[4] Yuan Songdong，Cao Xiaoyan, Wang Xiaobo. Synthesis of Ag-doping TiO2 nanobelt and study on its photocatalytic character. Material Engineering,2009，10：11~15 (EI).
[5] Yuan Songdong，Xiong Kun，Hu Kunpeng. Preparation and properties of h-BN porous material with high specific surface area by adding NH4Cl.Material Engineering,2013,10:53-56 (EI)
[4] Guodong Jiang, Zhifen Lin, Chao Chen. TiO2 nanoparticles assembled on graphene oxide nanosheets with high photocatalytic activity for removal of pollutants. Carbon, 2011,49(8): 2693–2701. IF 5.868
[5] Guodong Jiang, Heqing Tanga, Lihua Zhua. Improving electrochemical properties of liquid phase deposited TiO2 thin films by doping sodium dodecylsulfonate and its application as bioelectrocatalytic sensor for hydrogen peroxide. Sensors and Actuators B: Chemical,2009,138(2):607–612. IF 3.535
[6] Guodong Jiang, Zhifen Lin, Lihua Zhua. Preparation and photoelectrocatalytic properties of titania/carbon nanotube composite films. Carbon, 2010,48(12): 3369–3375. IF 5.868
[7] Hu SG, Zhang YH. Effect of temperature and pressure on the water erosion of cement asphalt mortar, Constr. Build. Mater., 2012, 34: 570-574. IF 2.293
[8] Wang FZ, Zhang YH, Liu YP et al. Preliminary Study on Asphalt Emulsion Used in Cement Asphalt Mortar. J Test Eval, 2009, 37(5):483-485. IF 0.384
[9] Zhang YH, Wang FZ. Effect of emulsified asphalt on temperature susceptibility of Cement. Advance materials Research, 2011, 335-336:124-127. (EI收录)
[10] H. Liao, K. Karki, Y. Zhang, J. Cumings, Y. Wang Interfacial mechanics of carbon nanotube @ amorphous-Si core-shell structures with in situ TEM, Adv. Mater. 2011, 23(37), 4318-4322. IF=13.877
[11] D. Shir, H. Liao, S. Jeon. Bogart Three-Dimensional Nanostructures Formed by Single Step, Two-Photon Exposures through Elastomeric Penrose Quasicrystal Phase Masks, Nano Letters 2008, 8(8), 2236. IF=13.198
[12] Li, D., Ohmiya, H., Sawamura, M. Copper-Catalyzed γ-Selective and Stereospecific Allylic Alkylation of Ketene Silyl Acetals. Journal of the American Chemical Society, 2011, 133, 5672–5675 IF=9.907 9
[13] Li, D., Tanaka, T., Ohmiya, H. Synthesis of α-Arylated Allylsilanes through Palladium-Catalyzed γ-Selective Allyl–Aryl Coupling. Organic Letters, 2010, 12, 3344–3347 IF=5.862
[14] Li, D., Ohmiya, H., Sawamura, M. Efficient Preparation of β-Branched γ,δ-Unsaturated Esters through Copper-Catalyzed Allylic Alkylation of Ketene Silyl Acetal. Synthesis, 2012, 44, 1304–1307 IF=2.466
[15] Ohmiya, H., Makida, Y. Li, D. Palladium-Catalyzed γ-Selective and Stereospecific Allyl–Aryl Coupling between Acyclic Allylic Esters and Arylboronic Acids. Journal of the American Chemical Society, 2010, 132, 879–889 IF=9.907
[16] Lang, F., Li, D., Chen, J. tert-Butanesulfinylphosphines: Simple Chiral Ligands in Rhodium-Catalyzed Asymmetric Addition of Arylboronic Acids to Electron-Deficient Olefins. Advanced Synthesis & Catalysis, 2010, 352, 843–846 IF=6.048
[17] Lang, F., Chen, J, Li, D. Palladium-Catalyzed Asymmetric Allylic Nucleophilic Substitution Reactions Using Chiral tert-Butanesulfinylphosphine Ligands. Tetrahedron: Asymmetry, 2009, 20, 1953–1956 IF=2.652
[18] Chen, J., Li, D., Ma, H. Catalytic Asymmetric Diethylzinc Addition to Diphenylphosphionyl Imines Using Chiral tert-Butanesulfinylphosphine Ligands. Tetrahedron Letter, 2008, 49, 6921–6923 IF=2.683
该方向近五年来发表三大检索文章20余篇，承担国家级项目5项，获得省部级奖励1项，申请发明专利6项。
团队研究成果展示
正极材料-锰酸锂
正极材料-镍钴锰三元材料
负极材料-中间相碳微球
电池隔膜材料改性
现有大型设备列表
| 仪器设备名称 | 规格型号 | 价格(万元） | 功能及用途 |
| CVD管式反应炉 | GSL1600x | 4 | 材料合成与修饰 |
| 高精密比表面孔结构测定仪 | BELSORP-miniII | 23 | 材料比表面积与孔结构表征 |
| 电化学工作站 | CHI660 | 6 | 电化学性能测试 |
| 紫外-可见分光光度计 | TU-9101 | 7 | 材料紫外漫反射检测 |
| 钛材高压反应釜 | WHFSKT-1 L | 5 | 储能纳米材料合成 |
| 常压微波快速反应系统 | WF-4000Z | 5 | 储能纳米材料合成 |