中国矿业大学材料科学与工程学院鞠治成

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鞠治成，男，中国矿业大学副教授。1980年生，山东潍坊人。2004年6月获齐齐哈尔大学化工学院工学学士学位，2011年6月获山东大学化学院理学博士学位，随后于中国科学技术大学无机化学专业从事博士后研究。现为中国矿业大学材料科学与工程学院讲师，锂离子电池实验室成员。当前主要研究领域为无机功能材料的液相或高温固相制备及性质表征，特别是探索制备新型高比能电极材料（过渡金属氧化物、碳等），分析微纳米尺度上电化学反应机理，提升锂离子电池性能。曾获得2009年度山东省高等学校优秀科研成果（自然科学类）二等奖；2012年中国博士后基金面上项目（2012M511927）资助；973计划项目第一课题（2011CB935901）成员及重大项目（91022033）的参与者。目前以第一作者或通讯作者在Carbon; Nano Res.; Electrochi. Acta; J. Phys. Chem. C等杂志上发表SCI论文10篇；合作发表SCI学术论文30余篇，并获得国家授权发明专利多项。
姓名        鞠治成
所属部门        材料学院
学历/学位        博士
职称/技术职务        副教授
联系电话        
电子邮箱         juzc@cumt.edu.cn
办公地点：材料学院楼A403

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       近期，中国矿业大学材料科学与工程学院锂离子电池实验室13级本科生杨进林在鞠治成副教授和山东大学熊胜林教授指导下，借助金属有机骨架（MOFs）材料通常具有高比表面积、合适的孔径及可调的带有自催化功能的中心金属离子特性，采用一种铝基金属有机骨架材料（NH2-MIL-101(Al)）作为前驱体，通过简单的碳化和酸洗方法制备出具有高比表面积（~1030 m2/g）、氮氧双掺杂的分级多孔硬碳材料（NOHPHC）。电化学测试结果表明，该电极材料在25 mA/g和3000 mA/g电流密度下分别具备365 mAh/g和118 mAh/g的高比容量；在1050 mA/g的大电流循环充放电1100圈以后，容量保留率达69.5%；其电化学性能远远优于商业化硬碳在钾离子电池中的应用。研究表明，NOHPHC材料表现出的高容量、优异的倍率性能、长循环稳定性能主要得益于MOFs衍生带来的大层间距、高比表面积、分级孔隙结构、丰富的表面缺陷及活性位点。
       通过定性及定量探究扩散控制机理和表面电容控制机理对电化学性能的贡献表明，该电极材料在储能过程中体现出混合控制机制，其中表面电容控制占主要贡献。特别是借助非原位XPS、EDX和TEM测试结果证明其储钾机理：在放电过程中钾离子首先穿过孔道嵌入到石墨层间，随着电压的降低，钾离子在低电压区实现了孔隙的填充和金属团簇的形成。与此同时，作者还探究了不同粘结剂对电极材料库伦效率的影响，并进一步采用预钾化处理技术将电极材料的首周库伦效率提高到90.5%，为钾离子负极材料甚至是安全性高的钾金属负极设计提供了一条新途径。
       相关研究成果发表在Advanced Materials（DOI: 10.1002/adma.201700104）上。

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随着电动汽车、智能电网等大规模储能应用领域发展需求，稀有的锂资源及分布不均必然会制约锂离子电池进一步发展。钾元素储量丰富，与锂处于同主族，并具有相似的物理化学特性，因而发展廉价的、针对于大规模储能应用的钾离子电池技术具有重要的战略意义。

近日，中国矿业大学材料学院新能源材料与器件实验室-离子电池团队在材料领域国际顶级期刊《Advanced Energy Materials》(影响因子：21.875)在线发表了题为“Advanced Carbon-Based Anodes for Potassium-Ion Batteries”的46页长篇综述论文(https://doi.org/10.1002/aenm.201900343)。材料学院新能源材料与器件实验室-离子电池团队鞠治成副教授和澳门科技大学中药质量研究国家重点实验室张伟副教授为该论文共同通讯作者，中国矿业大学材料学院2016级专硕吴璇（目前为澳门科技大学一年级在读博士研究生）为该综述论文的第一作者。

文章结合作者近年来在碳基钾离子电池负极材料（石墨，石墨烯，多孔硬碳以及碳基复合材料）领域的研究积累，系统地总结和评述了碳基钾离子电池负极材料领域近期的发展和前沿研究进展。该文针对不同的电化学储钾机制，重点论述了石墨类材料的嵌入储钾机理，石墨烯类材料的吸附储钾机理以及硬碳材料的表面电容性储钾机理，并在现有的研究基础上，前瞻性地提出了钾离子电池碳基负极的存在问题和发展方向，特别是在潜在电极材料选择、电解液优化以及理论研究方面给出了独特的见解，对促进钾离子电池的进一步发展具有重要的借鉴和指导意义。

鞠治成副教授在新型碳材料构筑与电化学储能研究领域及煤基炭材料储能应用方面进行了系统研究，特别是在碳基钾离子电池负极材料领域取得了一系列重要研究成果。目前已在Advanced Materials，Advanced Energy Materials，Energy Storage Materials，Applied Materials Today，Materials Today Energy，Journal of Materials Chemistry A，Small，Journal of Power Sources，Electrochimica Acta等国际知名刊物发表60余篇研究论文，多篇论文入选ESI高被引论文，一篇论文入选ESI热点论文，其研究成果获得了国内外研究者的广泛关注和引用。

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原位自生模板诱导煤沥青制备掺杂石墨烯及其电化学储钾
批准号        21975283       
学科分类        化学电源 ( B050803 )
项目负责人        鞠治成       
依托单位        中国矿业大学
资助金额        65.00万元       
项目类别        面上项目       
研究期限        2020 年 01 月 01 日 至2023 年 12 月 31 日