研究方向：
正极催化剂的催化能力和稳定性是影响锂氧气电池性能的重要因素。本项目提出一种使用全钛正极的可见光光电催化锂氧电池，利用光电催化的高催化能力和全钛电极的稳定性提高电池性能，并研究这种全新结构电池的工作原理。首先，在泡沫Ti上原位生长Ti3%2B掺杂TiO2包覆的金属Ti核壳纳米线阵列作为光电催化正极，探索光电催化锂氧电池的测试方法；第二，研究阵列电极在可见光光电催化下的锂氧电池性能和电极过程；第三，通过仪器分析与理论计算相结合，分析光电催化锂氧电池的电极反应机理。本工作将光能直接应用到二次化学电源中，提出一种全新的光电催化锂氧电池，并为其设计了一种全钛核壳纳米线阵列电极；Ti3%2B掺杂的TiO2层使电极拥有可见光光电催化能力，金属Ti核心提供的电子通道保证了光生电子和空穴的快速分离，有利于光电催化反应的高效进行；全钛结构则保障了电极在锂氧电池苛刻工况下的稳定性。
Si以其4200mAh/g的理论比能量一直是锂电负极材料的研究热点，而其在充放电过程中超过400%的体积膨胀所导致的活性物质剥离使Si负极材料的循环性能难以达到应用要求。我们通过原位制备Si多孔薄膜及石墨烯复合纳米Si的方法为其在充放电过程中提供足够多的容胀空间来提高材料的循环稳定性。结果表明我们制备的新型Si材料有效地改善了其作为电池负极的多种性能。其中，通过电化学原位制备的Si薄膜无碳无粘结剂电极更是达到了2800mAh/g的比容量循环80圈几乎不衰减的水准，此性能已经达到了国内领先的水平。文章发表在Journal ofPower Sources等杂志上。在Si基负极材料领域本人作为第一负责人承担了国家博士后特别资助，国家博士后面上资助和省博士后面上资助等项目经费。在此锂电负极材料研究的基础上，2013年作为主要参与人完成了工业与信息化部产业化项目“钛酸锂锂电负极材料的产业化”，与江苏华富控股集团共同推进了我国高稳定性钛酸锂负极材料的产业化步伐。
科研项目：
国基自然科学基金面上项目, 开始时间 2018.01 2021.12, 80万, 负责, 纵向项目, 完成
国家自然科学基金, 开始时间 2010-01-01 2012-12-01, 19万, 负责, 纵向项目, 完成
中国博士后科学基金面上资助, 开始时间 2009-09-01 2012-09-01, 3万, 负责, 纵向项目, 完成
中国博士后科学基金特别资助, 开始时间 2010-11-01 2013-11-01, 10万, 负责, 纵向项目, 完成
哈尔滨工业大学理工医 交叉学科基础研究培育计划, 开始时间 2014-06-01 2016-06-01, 10万, 负责, 纵向项目, 完成
黑龙江省博士后科研启动金, 开始时间 2014-11-01, 10万, 负责, 横向项目, 进行中
赵光宇
黑龙江省
研究领域：
研究方向：
正极催化剂的催化能力和稳定性是影响锂氧气电池性能的重要因素。本项目提出一种使用全钛正极的可见光光电催化锂氧电池，利用光电催化的高催化能力和全钛电极的稳定性提高电池性能，并研究这种全新结构电池的工作原理。首先，在泡沫Ti上原位生长Ti3%2B掺杂TiO2包覆的金属Ti核壳纳米线阵列作为光电催化正极，探索光电催化锂氧电池的测试方法；第二，研究阵列电极在可见光光电催化下的锂氧电池性能和电极过程；第三，通过仪器分析与理论计算相结合，分析光电催化锂氧电池的电极反应机理。本工作将光能直接应用到二次化学电源中，提出一种全新的光电催化锂氧电池，并为其设计了一种全钛核壳纳米线阵列电极；Ti3%2B掺杂的TiO2层使电极拥有可见光光电催化能力，金属Ti核心提供的电子通道保证了光生电子和空穴的快速分离，有利于光电催化反应的高效进行；全钛结构则保障了电极在锂氧电池苛刻工况下的稳定性。
Si以其4200mAh/g的理论比能量一直是锂电负极材料的研究热点，而其在充放电过程中超过400%的体积膨胀所导致的活性物质剥离使Si负极材料的循环性能难以达到应用要求。我们通过原位制备Si多孔薄膜及石墨烯复合纳米Si的方法为其在充放电过程中提供足够多的容胀空间来提高材料的循环稳定性。结果表明我们制备的新型Si材料有效地改善了其作为电池负极的多种性能。其中，通过电化学原位制备的Si薄膜无碳无粘结剂电极更是达到了2800mAh/g的比容量循环80圈几乎不衰减的水准，此性能已经达到了国内领先的水平。文章发表在Journal ofPower Sources等杂志上。在Si基负极材料领域本人作为第一负责人承担了国家博士后特别资助，国家博士后面上资助和省博士后面上资助等项目经费。在此锂电负极材料研究的基础上，2013年作为主要参与人完成了工业与信息化部产业化项目“钛酸锂锂电负极材料的产业化”，与江苏华富控股集团共同推进了我国高稳定性钛酸锂负极材料的产业化步伐。
所在单位：
哈尔滨工业大学
