电子科技大学材料与能源学院李晶泽

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李晶泽，电子科技大学教授，博士研究生导师、教育部新世纪优秀人才计划项目获得者、四川省学术和技术带头人后备人选、硅酸盐学会固态离子学分会理事。2000年在中科院物理所获博士学位。2000年至2007年间，在日本大阪大学、京都大学、东京工业大学以博士后、日本学术振兴会（JSPS）研究员、日本科技厅（JST）研究员身份从事研究。2007年10月作为特聘教授加入电子科技大学和电子薄膜与集成器件国家重点实验室。目前主要研究方向是锂电池，重点研发金属锂负极、固态锂电池和薄膜锂电池。作为负责人承担4项国家自然科学基金面上项目、2项国际合作交流项目及教育部科研基金1项、四川省科技计划项目3项。在Adv. Mater.、Nano Energy等杂志上发表文章100余篇，授权中国发明专利5项、日本专利2项、美国发明专利1项，撰写英文专著的1个章节。


个人简介
教育背景
1990.09－1994.06吉首大学，物理专业，学士学位
1994.09－1997.06四川大学，原子分子物理专业，硕士学位
1997.09－2000.06中科院物理所，凝聚态物理专业，博士学位


工作履历
2000.07－2003.03大阪大学基础工学部化学系，博士后
2003.04－2004.05京都大学工学部电子工程系，特聘讲师
2004.06-2007.10东京工业大学资源化学研究所，JSPS/JST研究员


研究条件
1、本实验室采用沈阳世昂真空技术有限公司制造的SAZK500超真空磁控溅射沉积系统与蒸发镀膜系统以及成都蓝光磁控溅射系统与电子束蒸发镀膜系统进行薄膜材料制备以及材料包覆改性；
2、本实验室有多种材料合成仪器：沈阳市节能电炉厂S-II2型马弗炉3台，诺巴迪公司OTF-1200-II型管式炉2台，长沙天创粉末技术有限公司的QSQM-4型球磨机以及上海雅程仪器设备有限公司的实验型喷雾干燥机等；
3、采用MIKROUNAUniversal(2440/750)MKUS2-0810-0383型手套箱进行模拟电池组装；
3、本实验室采用武汉蓝电电子有限公司的LAND测试仪以及MITSPro公司的Arbin测试系统对模拟电池进行恒流充放电性能测试，采用CHI660B型电化学分析仪上海辰华以及Parstat2263电化学系统对模拟电池进行循环伏安测试。




研究方向：
侧重于电化学储能材料与器件、有机电子材料与电路两个方向的研究。具体包括如下几个方面：
动力/储能锂离子电池电极材料的研发
1、长寿命、高安全性钛酸锂负极材料的改性研究
2、磁控溅射法对正极、负极的一步法包覆改性研究
3、下一代锂离子电池电极材料的研究：有机小分子材料


全固态薄膜微型锂电池的研发
1、金属锂/合金薄膜的制备及研究
2、全固态电解质薄膜的制备及研究
3、正极薄膜的制备及研究
4、全固态薄膜微型锂电池的研发


钠离子电池电极材料的研发
1、纳米氧化物负极材料的合成与性能研究
2、纳米金属及复合物的合成及储能特性研究
3、有机小分子电极材料的制备与电化学性能研究


有机半导体器件及电路的研发
1、有机单晶及场效应晶体管器件
2、有机薄膜及电路


学术兼职
学术兼职
2009－2016中国固态离子学分会理事
2012-2016中国化学会会员
2014-2015美国电化学会会员

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近日，电子科技大学材料与能源学院2020级博士研究生王子豪在Science伙伴期刊Research上发表题为“Li-Ca Alloy Composite Anode with Ant-Nest-Like Lithiophilic Channels in Carbon Cloth Enabling High-Performance Li Metal Batteries”的研究论文。王子豪为该论文的第一作者，其导师李晶泽教授为该论文的唯一通讯作者，电子科技大学材料与能源学院为第一作者单位。
         锂（Li）金属由于其超高的理论比容量（3860 mA h g-1）和最低的还原电位（与标准氢电极相比为-3.04 V）而被认为是下一代高能量密度电池的最佳负极材料。然而，锂枝晶的生长及充放电过程中锂负极周期性的巨大体积变化阻碍了其实际应用。使用热灌装的方式将熔融金属Li浸入3D碳基骨架是提高Li金属负极循环寿命和稳定性的有效策略。然而，液态Li由于具有高表面张力，导致与碳材料的润湿性差，阻碍了熔融液态Li扩散到碳基骨架内部。因此，降低液态Li的表面张力以增强其浸润性对于制造高性能的Li复合负极材料至关重要。此外，碳基材料的Li成核过电位偏高，导致其对Li的沉积行为调制能力较差，难以实现令人满意的性能。

图1.形貌结构表征与锂电镀/剥离机制研究。（a, b）400℃下熔融Li与熔融Li-Ca在碳布上填充过程的光学照片比较。（c）复合电极原始形貌。（d, e）锂沉积机制示意图。（f）锂电镀/剥离行为扫描电镜照片。

         为此，电子科技大学李晶泽教授团队通过将金属钙（Ca）掺杂到熔融Li中形成Li-Ca合金，大幅降低液态Li的表面张力，再热灌装至碳布内形成新型锂合金复合负极。经过实验和表征发现，Ca和Li之间的结合增强了合金的润湿性，加快熔融Li向碳布的扩散速度。进一步深入研究后，作者发现，富锂Li-Ca合金形成由CaLi2相互连接而成的蚁穴状微孔结构，作为二次微纳网络均匀分布在碳布中，为锂成核提供更大的比表面积和更低的局部电流密度，Li优先在CaLi2合金骨架上成核并生长，进而均匀地填充蚁穴状网络的内部空间，然后逐渐延伸到负极表面上，提高了锂成核与沉积的均匀性（图1）。最后在对称电池与全电池测试中均展现出优异的循环性能（图2）。这项工作开发了一种具有优异电化学性能的Li-Ca合金复合负极材料。制备方法简便，易于生产，在下一代高能量密度锂金属电池中具有巨大的应用潜力。

图2. LCAC的电化学性能。（a）对称电池性能和（b）阻抗对比。（c）与其他文献的性能比较。（d, e）全电池性能测试.。

        王子豪为电子科技大学材料与能源学院2020级博士研究生，其指导教师为李晶泽教授。王子豪的主要研究内容为锂金属负极的改性及其在能源领域的应用。迄今为止，以第一作者在Science China Materials, Chemical Engineering Journal, Research等期刊发表多篇SCI论文，以第一学生作者身份申请两项国家发明专利。
        Research论文链接：
        https://doi.org/10.34133/2022/9843093