理电学院计算材料学课题组系列创新成果在Nature Energy等刊物发表
发布时间:2019-06-20 浏览次数:

 

在学校的大力支持下,理电学院计算材料学课题组紧跟国际前沿研究,2008年成立以来,不断加强与国内外实验研究课题组合作,先后三次获得江西省自然科学奖。近年来,在新能源材料领域取得了一系列创新性研究成果,并于近期在Nature Energy等刊物发表

通过密度泛函理论计算,课题组研究了LiCoO2的表面电子结构及TiMgAl等共掺杂效应,发现材料的表面稳定性可以大大提高,进而提升材料的高压(4.6V)循环性能。该研究成果与中科院物理所的实验结合,于近日发表在Nature Energy (影响因子46.85论文链接:DOI10.1038/s41560-019-0409-z

通过研究Li金属与石墨烯的相互作用,课题组发现在Li的催化作用下,LiF可以与含缺陷的石墨烯反应生产C-Fx,进而对Li金属形成保护层,可以大幅提高Li金属负极的循环稳定性。该成果与中科院宁波材料所合作,近期发表于Advanced Energy Materials (影响因子21.87上,论文链接:DOI: 10.1002/aenm.201802912

课题组从原子尺度设计了一种二维Si/C高性能复合负极材料,该材料既利用了C-sp2电子结构的稳定性,又利用了Si-sp3电子结构对Li的相互作用,容量高达1520mAh/g. 该成果发表在Nano Energy(影响因子13.12上。论文链接:DOI:10.1016/j.nanoen.2018.04.038

通过研究尖晶石结构的MnCo2O4CoMoO4等系列材料的结构、电子结构等性质的研究,课题组提出了对材料的改性方案,可以大幅提升材料作为超级电容器应用的倍率和循环稳定性能,并对其物理机理进行了深入分析。相关成果与韩国Yonsei University合作,三篇论文分别发表于Energy Storage Materials(即时影响因子15左右)等刊物上面。相关成果相关链接:DOI10.1016/j.ensm.2019.02.014DOI10.1016/j.ensm.2018.10.022DOI: 10.1039/c8ta00540k

理电学院计算材料学课题组不仅在科学研究领域取得了一系列研究成果,也大力加强与产业领域的合作研发工作。2008年成立伊始,课题组就与国内锂离子动力电池的龙头上市公司宁德时代新能源科技有限公司(CATL了合作,为公司电极材料设计方面做出了重要的贡献。2019年初,课题组CATL签订了为期5年的战略性合作协议。在该战略合作协议框架下,课题组最近又签订了一份横向技术开发合同,为CATL提供一种高电位锂离子电池材料的设计和改性方案。

理电学院计算材料学课题组一直致力于利用计算材料学方法,研究、设计和改性新材料,并应用于锂离子电池、燃料电池、超级电容器等新能源领域。计算材料学从基于量子力学、统计物理、固体物理等基本物理原理出发,从原子尺度模拟和分析材料的结构稳定性、电子结构、载流子输运等性质,进而对材料物理、化学性能进行预测和设计,是一门综合物理学、材料科学、化学、计算技术等各学科最新发展的前沿学科。理电学院计算材料学课题组的发展,为江西省计算材料学的发展打下了坚实的基础。