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【原創(chuàng)】深耕電池30余年——陳軍院士


來源:中國粉體網(wǎng)   蘇簡

[導(dǎo)讀]  陳軍,中國科學(xué)院院士,、發(fā)展中國家科學(xué)院院士,,第十四屆全國人大代表,南開大學(xué)教授

中國粉體網(wǎng)訊



陳軍,,中國科學(xué)院院士、發(fā)展中國家科學(xué)院院士,,第十四屆全國人大代表,,南開大學(xué)教授、博導(dǎo)�,,F(xiàn)任南開大學(xué)黨委常委,、副校長,特種化學(xué)電源全國重點實驗室主任,;兼任中國化學(xué)會副理事長,、eScience期刊主編。主要從事新能源材料化學(xué)的基礎(chǔ)研究和前沿探索,,在無機固體功能材料的合成化學(xué),、固體電極制備以及新型電池電極材料開發(fā)研究方面做出了重要創(chuàng)新性貢獻,構(gòu)建高性能鋰電池,、新型鈉有機儲能電池,。擔(dān)任國家基金委超越傳統(tǒng)的電池體系重大研究計劃項目專家組組長,基金委創(chuàng)新研究群體負責(zé)人,、重大項目負責(zé)人,,國家重點研發(fā)計劃項目首席科學(xué)家/負責(zé)人(3次)。


主要經(jīng)歷及個人榮譽


陳軍,,1967年,,生于宿松破涼的一個農(nóng)民家庭;1985年9月,,以優(yōu)異的成績考入南開大學(xué)化學(xué)系,;1985-1989年,在南開大學(xué)化學(xué)系學(xué)習(xí),,獲學(xué)士學(xué)位,;1989-1992年,在南開大學(xué)化學(xué)系學(xué)習(xí),,獲碩士學(xué)位,;1996-1999年,在澳大利亞Wollongong大學(xué)材料系學(xué)習(xí),,獲博士學(xué)位,;1999-2002年,,在日本產(chǎn)總研關(guān)西中心任NEDO(新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù))研究員;2002年,,南開大學(xué)教授,、博士生導(dǎo)師;2017年,,當(dāng)選為中國科學(xué)院院士,;2020年當(dāng)選發(fā)展中國家科學(xué)院院士。


在Nature,、Nature Chem.,、Nat. Rev. Chem.等期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文700余篇,他引10萬余次,;入選全球頂級科學(xué)家和2016-2023年度科睿唯安高被引科學(xué)家,。獲授權(quán)發(fā)明專利60余項;編寫著作/專輯17部/章,。榮獲國家教學(xué)成果一等獎和二等獎,、2011年度國家自然科學(xué)二等獎(第一完成人)、2020年度高等學(xué)�,?茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎(科學(xué)技術(shù))自然科學(xué)一等獎(第一完成人),、2023年度國家專利優(yōu)秀獎(第一完成人)、2023年度天津市科技進步特等獎(第一完成人),、中國電化學(xué)貢獻獎,、全國五一勞動獎?wù)隆⑷珖鴦?chuàng)新爭先獎狀,、儲能杰出貢獻獎等獎勵,。


30余年電池研發(fā)


陳軍院士在電池領(lǐng)域已經(jīng)做了30多年的研究,現(xiàn)如今我們的日常生活中都離不開電池,,電池也為我們帶來了美好生活。陳軍院士表示,,我國新能源汽車飛速發(fā)展,,現(xiàn)在街道上綠牌子的電動汽車越來越多,而我研究的電池,,就是電動汽車的“心臟”,。


陳軍院士團隊開發(fā)了超越傳統(tǒng)的電池新體系,提出了新的電池工作原理,,創(chuàng)制了新的電池材料,,讓電池的能量密度大幅提升,電動汽車的行駛里程大大提升,。同時,,陳軍院士團隊設(shè)計制備了可以全天候,、寬溫域工作的阻燃電解液,可以在零下70℃工作的大容量電池,,還開發(fā)了基于我國豐產(chǎn)元素的低成本可充鈉電池,、鋅電池,這為未來的大規(guī)模儲能提供技術(shù)支撐,。


鋰離子電池


提出高鎳三元正極材料一致性批量制備新方法,,通過獨特的共沉淀技術(shù)路線和工藝,實現(xiàn)該材料的一致性規(guī)�,;a(chǎn),;開發(fā)穩(wěn)定富鋰錳基正極材料結(jié)構(gòu)的新技術(shù),突破高效預(yù)充,、復(fù)合耐熱涂層,、阻燃電解液和多孔電極快充等關(guān)鍵技術(shù),研制出高比能,、高安全,、快充型鋰動力電池,其能量密度最高達353瓦時每公斤,,循環(huán)壽命超1000次,,快充時間可控制在20分鐘內(nèi)。


固態(tài)電池


2024年兩會期間,,陳軍院士接受媒體采訪時表示:“目前,,固態(tài)電池是各國競相研發(fā)的重點,一旦產(chǎn)業(yè)化,,就會改變現(xiàn)有的電動汽車產(chǎn)業(yè)格局,,開辟電動航空等新興市場,我們團隊積極承擔(dān)國家重大研究計劃,、重點研發(fā)項目,,聯(lián)合北京科技創(chuàng)新優(yōu)勢單位協(xié)同攻關(guān),已研發(fā)出400瓦時每公斤的新型固態(tài)電池樣品,,比目前市場上最先進的300瓦時每公斤的鋰離子電池能量密度超出30%,。未來一到兩年,我們要突破600瓦時每公斤的固態(tài)電池研發(fā),,充一次電,,電動汽車就可以跑1000公里以上。同時在快速充電,、低溫性能和安全性能方面,,也都要大幅提升,這是一個在全球具有引領(lǐng)性的技術(shù)變革,,我們也積極去搶占動力電池和電動汽車未來發(fā)展的制高點,�,!� 


鈉離子電池


陳軍院士團隊通過材料創(chuàng)新,研發(fā)出的鈉離子電池循環(huán)使用壽命超5000次,,使用年限達10年以上,,具有高容量保持率。即使在北方寒冷地區(qū),,該電池也能正常工作,,且安全性極高,被刺破也不會起火,,為大規(guī)模儲能和特定場景應(yīng)用提供了可靠選擇,。


科研成果


2025年第一季度,陳軍院士團隊已發(fā)表多項電池相關(guān)科研成果,。


陳軍院士和盧勇特聘研究員等人報道了一種高度結(jié)晶的二維三輪烷基COF(TRO-BT-COF)的設(shè)計,、制備及其在鋰離子電池中的應(yīng)用,該COF富含氧化還原活性位點,,實現(xiàn)了較高的實際容量,。文章以“A Highly Crystalline Covalent Organic Framework With Rich Redox Active Sites as Cathode Material for Lithium Batteries”為題發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上。


陳軍院士,、盧勇團隊通過調(diào)控電解質(zhì)溶劑與鋰離子及稀釋劑間的相互作用,,設(shè)計并實現(xiàn)了具有陰離子適度溶劑化結(jié)構(gòu)的互連簇電解質(zhì)體系,同步構(gòu)建了穩(wěn)固的陽極/電解質(zhì)界面(SEI)和陰極/電解質(zhì)界面(CEI),。文章以“Angewandte Chemie International Edition期刊發(fā)表題為“Constructing Robust Electrode/Electrolyte Interphases for Highly Stable Lithium-Sulfurized Polyacrylonitrile Batteries”為題發(fā)表在Angew. Chem. Int. Ed.上,。


陳軍院士團隊報道了全甲基化的四甲基-1,3-二甲氧基二硅氧烷(TMMS)作為鋰金屬電池的單一溶劑。研究證明,,TMMS中的全甲基化結(jié)構(gòu)和硅-氧鍵能夠有效提高脫氫能壘,,使電解質(zhì)的氧化分解發(fā)生遷移。此外,,TMMS較弱的溶劑化能力有利于形成富陰離子的溶劑化結(jié)構(gòu),,從而在陰極和陽極均誘導(dǎo)生成富含無機物的電極/電解質(zhì)界面層。因此,,所配制的電解質(zhì)對高壓陰極和鋰金屬陽極表現(xiàn)出顯著的穩(wěn)定性,。與基于二甲氧基乙烷的電解質(zhì)相比,使用基于TMMS電解質(zhì)的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2||Li(NCM811||Li)全電池在室溫和50℃下的容量保持率都有顯著提高,。這項工作為全甲基化和硅-氧鍵策略提供了深入見解,并為高壓鋰金屬電池的發(fā)展鋪平了道路,。文章以“Fully Methylated Siloxane-Based Electrolyte for Practical Lithium Metal Batteries”為題,,發(fā)表在Journal of the American Chemical Society上。


參考來源:

宿松籍院士陳軍的“電池人生”.宿松EDU

六院士“領(lǐng)航”:中國固態(tài)電池新紀(jì)元.粉體網(wǎng)

陳軍簡介|代表著作|研究領(lǐng)域|主講課程|重要成果|最新動態(tài).新商界名人堂

南開大學(xué),、央視新聞,、中國網(wǎng)文字直播實錄,、網(wǎng)絡(luò)公開信息等


(中國粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡)

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