武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室刘金平

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刘金平，男，1981.12月出生，湖北黄冈人， 武汉理工大学首席教授、博士生导师。长期致力于阵列薄膜电极设计、规模制备及其器件探索，发展了阵列化电极/电解质一体化固态储能器件方向。迄今在Adv. Mater.等期刊上发表SCI论文100篇，被Nature Energy等SCI他引10000余次，单篇引用最高近1500次，单篇引用大于100次27篇，22篇被评为ESI高引或热点论文，H指数54。研究结果被Nature Energy等亮点报道。出版中文专著1部、英文专著1章；申请/授权美国和中国发明专利10余项。承担国家重点研发计划重点专项、国家自然基金等近10项。现任Energy & Environmental Materials副主编（Wiley），Nanotechnology (IOP)及 Chinese Chemical Letters编委，中国功能材料学会理事。获湖北省“杰出青年基金”（2013），湖北省自然科学奖，SCOPUS青年科学家之星（2010），“中国科技新锐人物奖”（2017），Elsevier“中国高被引学者”（2014-2017）和科睿唯安(clarivate)“全球高被引科学家”（2018）


联系方式：liujp@whut.edu.cn;liujpwhut@163.com


1、教育和研究经历：
2018/01–至今，     武汉理工大学学科首席教授
2015/01–2017/12，  武汉理工大学教授                                                                           
2012/07–2014.12，  华中师范大学副教授
2010/08–2011/08，  新加坡南洋理工大学资深博士后
2009/07–2012/06，  华中师范大学讲师
2008/06–2008/12，  新加坡南洋理工大学研究助理
2004/09–2009/06，  华中师范大学博士
2000/09–2004/06，  华中师范大学学士


2、研究领域：
电化学储能材料与器件；纳米材料制备及应用（欢迎材料、化学、物理及相关交叉学科的本科生和研究生加入）


3、代表性论文、著作及专利：
详见：http://www.webjam2.com/jinpingliu。
著作：
(1) Recent Advances in Fiber Supercapacitors, Chapter for Book entitled "Flexible Electronics: From Materials to Devices". World Scientific Publishing, 2016.06.01
(2) 金属基底上氧化物纳米结构的制备及应用, 武汉理工大学出版社, 2017.08


代表论文：
(1) Y. Q. Jiang, J. P. Liu*, Definitions of Pseudocapacitive Materials: A Brief Review, Energy & Environmental Materials, 2019, DOI: 10.1002/eem2.12028.
(2) W. H. Zuo, C. Y. Xie, J. P. Liu*, et al. A Novel Phase-Transformation Activation Process towards Ni-Mn-O Nanoprism Arrays for 2.4 V Ultrahigh-Voltage Aqueous Supercapacitors, Advanced Materials, 2017, 29(36), 1703463.
(3) J. L. Guo, X. Y. Du, J. P. Liu*, et al.Facile Formation of a Solid Electrolyte Interface as a Smart Blocking Layer for High-Stability Sulfur Cathode, Advanced Materials, 2017, 29(26), 1700273.
(4) W. H. Zuo, R. Z. Li, J. P. Liu*, et al. Battery-Supercapacitor Hybrid Devices: Recent Progress and Future Prospects, Advanced Science, 2017, 4, 1600539
(5) W. H. Zuo, J. P. Liu*, et al., Bismuth Oxide: A Versatile High-Capacity Electrode Material for Rechargeable Aqueous Metal-Ion Batteries, Energy & Environmental Science, 2016, 9, 2881-2891.
(6) J. P. Liu*, C. Guan, et al., A Flexible Quasi-Solid-State Nickel–Zinc Battery with High Energy and Power Densities Based on 3D Electrode Design, Advanced Materials, 2016, 28, 8732-8739.
(7) C. Zhou, J. P. Liu*, et al., Construction of High-Capacitance 3D CoO@Polypyrrole Nanowire Array Electrode for Aqueous Asymmetric Supercapacitor, Nano Letters, 2013, 13, 2078.
(8) J. Jiang, Y. Y. Li, J. P. Liu*, et al., Recent Advances in Metal Oxide-based Electrode Architecture Design for Electrochemical Energy Storage. Advanced Materials, 2012, 24, 5166.(综述论文)
(9) J. P. Liu, et al., Co3O4 Nanowire@MnO2 Ultrathin Nanosheet Core/Shell Arrays: A New Class of High-Performance Pseudocapacitive Materials, Advanced Materials, 2011, 23, 2076–2081.
(10) J. Jiang, J. P. Liu*, et al.,CNTs/Ni Hybrid Nanostructured Arrays: Synthesis and Application as High-Performance Electrode Materials for Pseudocapacitor, Energy & Environmental Science, 2011, 4, 5000-5007.


专利：
(1)钛基底上镍锰复合氧化物纳米菱柱阵列电极及其制备方法，中国， 201610817064.X
(2)钛基底上四氧化三铁@二氧化钛纳米棒阵列电极及其制备方法，中国， 201610935364.8
(3)一种化工反应釜的预先混合装置，中国，201620390414.4
(4)一种适用于水系金属离子电池的负极材料及其制备方法，中国，201610632608.5
(5)一种柔性薄膜电极材料及其制备方法，中国，201510713190.6
(6)一种柔性对称型赝电容超级电容器及其制备方法, 中国，201510481221
(7)一种电容去离子净水装置，中国，201520775723.9
(8)一种全赝电容超级电容器的制备方法，中国，201410137197.3
(9) 钛基底上二氧化锰纳米线阵列电极及其制备方法，中国,201410055734.X
(10) A Hybrid Nanostructure, A Method For Forming The Hybrid Nanostructure, And An Electrode Including A Plurality Of The Hybrid Nanostructures, filed on 2012.11, US20130115453 A1


4、主持科研项目：
国家重点研发计划，2016YFA0202600，高效纳米储能材料与器件的基础研究（子课题：固态电解质的研究）  2016-2021年
国家自然科学基金面上项目，51672205，二维限域储能的高效氧化铁柱撑层状钛酸协同复合负极及其水系锂/钠离子电池 2017-2020年
武汉理工大学高层次人才科研配套经费 40120214、电化学储能材料与器件   2015-2018年
国家自然科学基金，51102105、锂离子电池用碳-氧化铁@导电聚合物分级复合管状阵列的构建及电化学性能研究
湖北省杰出青年人才基金，2013CFA023、高比容氧化铁纳米结构超级电容器负极材料的设计及性能研究
武汉市青年科技晨光计划、2014070404010206、高性能超级电容器负极材料技术及其超电容设计
湖北省自然科学基金面上项目，2011CDB154、可折叠二氧化锰导电聚合物柔性薄膜的超电容性能研究

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近日，我校化学化工与生命科学学院刘金平教授团队，在国际顶级材料期刊《Advanced Materials》上发表了题为“Filler-Integrated Composite Polymer Electrolyte for Solid-State Lithium Batteries”的评述性论文。硕士生刘帅磊为论文的第一作者。
       当前，锂离子电池已广泛应用于人们日常生活的方方面面，这项技术也因此获得了2019年诺贝尔化学奖。然而，随着新能源汽车、智能电网、物联网等前沿领域的兴起，传统锂离子电池逐渐无法满足应用需求。一方面，有机液态电解质有毒、易燃、易泄漏、热稳定性差，存在本质安全隐患；另一方面，液态锂离子电池的能量密度瓶颈难以突破。发展固态锂电池成为解决上述关键问题的重要途径之一，近年来得到了学术界和产业界的广泛关注。其中，设计具有优异抗枝晶生长能力和本质安全的新型固态电解质是推动高能固态锂电池发展的关键所在。
        由聚合物、锂盐和填料组成的复合聚合物电解质（CPEs）不仅具有常规聚合物电解质（SPEs）的易加工优点，而且有望同时实现高离子电导率，近些年取得了巨大的进展。这种增强通常归因于填料-聚合物和填料-盐相互作用的Lewis酸碱模型，降低了聚合物的结晶度，促进锂盐的解离或构建新的快速离子传输通道(渗透的活性填料相和填料-聚合物界面相)。当前尽管已有一些关于CPEs的总结，但均集中在CPEs电解质本身，鲜有文献从界面的角度分析填料-聚合物界面对离子电导率的影响机制以及填料对电极-电解质界面的调控原理。

         刘金平教授团队近期聚焦固态储能器件的研究，设计了新型高盐聚合物电解质体系，提升了固态聚合物电解质的室温离子电导率（>10-4 S cm-1）；发展了离子-电子双导通序构电极，并进一步提出和构建了一体化固态电池，保障了电极/电解质三维界面结合，同时最大化提升了器件能量密度与功率密度（Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 12931；Advanced Materials, 2021, 33, 2004959）。基于前期研究基础与理解，在本论文中，团队从界面设计的视角对含填料复合聚合物电解质领域的最新研究进行了系统讨论，提出了设计与调控原理及潜在研究方向。论文首先简要介绍了填料的种类及其提高离子电导率的机理，以及特殊功能填料的研究进展。其次，重点地、系统地介绍了界面结构的设计原理，特别是填料尺寸、浓度和复合策略对填料-聚合物界面的关键影响及规律；讨论了填料促进电极-电解质界面原位形成Li+导电界面相的原理和特独优势。最后，特别提出了4个高性能CPEs及其固态锂电池研究的重要方向，以期能推动聚合物固态电解质从基础科学研究走向实际应用。
        刘金平，武汉理工大学化学学科首席教授、博士生导师，入选国家级人才计划，为英国皇家化学学会会士（FRSC），长期从事固态电解质与固态电池、水系电池、超级电容器领域的研究。
        论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202110423