湖南大学材料学院刘继磊

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刘继磊，湖南大学材料科学与工程学院教授，博士生导师，国家四青人才，湖南大学岳麓学者，湖湘高层次人才聚集工程创新人才。主要研究方向为高性能电化学储能材料和器件设计、优化和机理研究，具体包括：1. 原位光谱-电化学表征（电极材料相转变和容量衰减机制、电极/电极质匹配效应等）；2. 新型电化学储能材料和器件设计和优化 （钠/钾离子电池，水系杂化可充电电池，超级电容器等）；3. 碳基功能材料的制备和应用（石墨烯泡沫/薄膜、碳纳米管、多孔碳等）。


个人信息
刘继磊，男，教授、博士生导师、岳麓学者，湖湘高层次人才聚集工程创新人才。
邮箱：liujilei@hnu.edu.cn
教育背景
2011-2015：博士 新加坡南洋理工大学
2008-2011：硕士 中国科学院上海硅酸盐研究所
2004-2008：学士 湖南大学
工作履历
2018-至 今：博士生导师 湖南大学
2015-2018：博士后研究员 新加坡南洋理工大学
学术兼职
国际电化学学会（International Society of Electrochemistry）会员、美国电化学学会 （The Electrochemical Society）会员、和新加坡-中国科学促进会会员。多次受邀参加国际/国内学术会议包括第68届（美国）和第69届（意大利）国际电化学学会年会等。同时作为session chair参与第69届（意大利）国际电化学学会年会的筹办。长期受邀担任Nat. Commun、 ACS Nano、 Advanced Functional Materials、 Nano energy、JMCA、ACS Appl. Mater. Interfaces、 Nanoscale、 CEJ、 Electrochimica Acta、 Electrochemistry communications等国际知名期刊独立审稿人。
研究领域
主要研究方向为高性能电化学储能材料和器件设计、优化和机理研究，具体包括：
1. 碳基功能材料的制备和应用（石墨烯泡沫/薄膜、碳纳米管、多孔碳等）
2. 新型电化学储能材料和器件设计和优化 （锂/钠/钾离子电池，水系杂化可充电电池，超级电容器等）
3. 原位光谱-电化学表征（电极材料相转变和衰减机制、电极/电极质匹配效应等）
Publications                                                                    
1. Huanhuan Wang, Guang Yang, Zhen Chen, Jilei Liu*, Xiaofeng Fan, Pei Liang, Yizhong Huang, Jianyi Lin, Zexiang Shen*. Nitrogen configuration dependent holey active sites toward enhanced K+ storage in graphite foam. Journal of Power Sources 2019, 419, 82-90.
2. Shibin Ni*, Jilei Liu, Dongliang Chao , Liqiang Mai*.  Vanadate-Based Materials for Li-Ion Batteries: The Search for Anodes for Practical Applications. Advanced Energy Materials 2019, 1803324.
3.  Jilei Liu*, Tingting Yin, Bingbing Tian, Bowei Zhang, Cheng Qian, Zhiqiang Wang, Lili Zhang, Pei Liang, Zhen Chen, Jiaxu Yan*, Xiaofeng Fan*, Jianyi Lin, XiaohuaChen, Yizhong Huang*, Kian Ping Loh, and Ze Xiang Shen*. Unraveling the Potassium Storage Mechanism in Graphite Foam. Advanced Energy Materials 2019 (In press).

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刘继磊教授团队与德国赫姆霍兹研究所Stefano Passerini 教授合作，在《Advanced Energy Materials》（IF=24.884）发表题为“The Role of Cation Vacancies in Electrode Materials for Enhanced Electrochemical Energy Storage: Synthesis, Advanced Characterization, and Fundamentals”的综述论文，系统介绍并详细评论了基于调控阳离子空位提升过渡金属氧化物/碳化物电极材料储能性能的最新研究进展。

该论文从引入阳离子空位的主要途径出发（如异价阳（阴）离子掺杂、酸处理、选择性酸（碱）刻蚀、热处理以及等离子体刻蚀等），结合丰富的先进表征方法（基于同步辐射光源的XAFS和X-ray Scattering and PDF Analysis，常规表征方法如ICP-AES、Raman、FTIR、PL、EPR、XRF和PAS）和理论结算模拟，深入探讨并系统总结了阳离子空位的形成机理及其对过渡金属氧化物/碳化物电化学特性影响机制。具体体现在（1）改变电子结构，提升电极材料的导电性和电荷转移能力；（2）降低电解质离子在电极材料中的扩散势垒，促进其在充放电过程中的嵌/脱行为；（3）提供额外活性吸附位点，增大可逆容量；（4）调控充放电过程，改变反应机制。
该工作阐明了阳离子空位调控电化学特性的作用机制，明确了先进原位表征技术对探索储能过程和机理的必要性，并展望了阳离子空位储能未来的研究方向和发展趋势。主要包含以下四个方面：（1）基于先进表征手段，精准捕捉阳离子空位在电极材料中的整体分布特性及实现对其含量的精确测定；（2）基于原位光谱测试技术和理论计算，从微观/相/电子结构变化角度进一步阐明阳离子空位对储能特性的影响机制，构建清晰的阳离子空位与储能性能关系。（3）探索阳离子空位电极材料在极端工作下的稳定性；（4）在以上机理深入理解的基础上，基于阳离子空位的可控设计，进一步提升电极材料的电化学特性。
高鹏助理教授为论文的第一作者，德国赫姆霍兹研究所的陈桢博士为该论文的共同第一作者，刘继磊教授为通讯作者。上述研究得到了国家自然科学基金、湖湘高层次人才项目、以及中央高校基本科研基金的资助。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201903780

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在9月6日至9日举行的第31届金刚石与碳材料国际学术会议（31st International Conference on diamond and carbon materials，DCM）上，我院刘继磊教授荣获2021年度Early Career Research Award，以表彰他在碳基电化学储能领域取得的系列重要成果。他应邀做40分钟大会报告,详细介绍了课题组在石墨的电化学储钾机制方面的最新研究进展。
       2020年，刘继磊教授因在原位谱学电化学表征方面的系列研究成果，被授予国际电化学会（International Society of Electrochemistry，ISE）电化学材料科学奖(ISE Prize for Electrochemical Materials Science)。

        延伸阅读：金刚石与碳材料国际学术会议由爱斯维尔（Elsevier）出版社联合Materials Today杂志主办，聚焦金刚石及碳基材料领域最前沿研究，。Early career research award奖项通常授予在金刚石和碳材料领域取得突出研究成果并产生重要影响的青年科研工作者，旨在鼓励青年学者在上述领域继续做出更大成绩。相关链接：
https://www.elsevier.com/events/conferences/international-conference-on-diamond-and-carbon-materials/about/early-career-research-award-dcm2021
        刘继磊教授自2018入职材料科学与工程学院以来，一直从事原位谱学电化学表征，致力开发高性能新型电化学储能材料与器件，服务于“碳达峰 碳中和”国家战略。