近年来，随着新能源汽车的快速发展，对于锂离子动力电池比能量密度提出了更高需求。目前的商用锂离子电池主要采用石墨负极以及三元或磷酸铁锂正极，难以达到2025年比能量密度350Wh/kg规划目标。由于较高的理论比能量密度，高容量硅基负极/高电压富锂正极成为极具前景的新一代锂离子动力电池电极材料。
针对硅基负极在循环过程中巨大体积变化问题，课题组开发了高性能粘结剂（Adv. Energy Mater., 2020, 10, 1903110 ; Chem. Eng. J., 2021, 46, 126807）；然而高载量下硅基负极的长循环稳定性，仍是一个巨大挑战。基于前期研究工作，课题组精准设计、合成出一种普适性复合粘结剂（聚糠醇/聚氨酯），获得~3 mg/cm2高载量下硅基负极的长循环稳定性；甚至在4.9 mg/cm2超高载量下，硅基负极仍表现出优异循环性能。相关研究成果以“In-situ polymerized binder: a three-in-one design strategy for all-integrated SiOx anode with high mass loading in lithium ion batteries”为题发表在国际能源领域顶级期刊ACS EnergyLetters。
针对富锂正极循环稳定性差的问题，课题组设计了表面多相集成技术（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 7778; Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 23061），抑制了富锂正极界面副反应并提升了材料长循环性能。在此基础上，课题组创造性提出“二合一表面多相集成/体相掺杂策略”，有效稳固了高倍率下富锂正极界面性能，获得1C充放电倍率下500次循环后85%的容量保持率，开辟了富锂正极材料修饰改性新思路。相关研究成果以题为“Ti-based surface integrated layer and bulk doping for stable voltage and long life of Li-rich layered cathodes”发表在国际材料领域权威期刊Advanced Functional Materials。
基于课题组开发的富锂正极材料，在林展教授/罗冬副教授指导下，博士生丁晓凯带领多名硕士生组建了“驱动锂想”创新创业团队，力求实现高能量密度富锂正极材料产业化。“驱动锂想”团队积极参与国家/省市级创新创业大赛，获得第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛全国总决赛银奖、广东省分赛金奖；获得2020年第九届“赢在广州”暨粤港澳大湾区大学生创业大赛三等奖；获得番禺区“我是超级创业者-2020年青蓝国际创新创业大赛”一等奖。在多个创新创业平台，“驱动锂想”团队向投资人展示了课题组最新科研成果，力争研有所获、研以致用。
作为轻工化工学院电化学纳米能源工程团队负责人，林展教授带领团队成员克服疫情不利影响，在电化学储能与催化新材料领域取得了系列创新性科研成果，开发出大容量硅基负极/高电压富锂正极、高性能钙钛矿/单层二维溴氧铋等新材料，并努力实现其在各自领域的实际应用。2020年，团队共发表SCI学术论文30篇，其中20篇发表在影响因子IF>10的学术期刊上，包括Nat. Commun., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Chem. Engin. J.等，以上论文大部分以广东工业大学为第一单位或通讯单位。2021年到来之季，团队成员将继续不懈努力，力争更大更好成绩。
论文链接：
1. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsenergylett.0c02342
2. Accepted, will be published online soon
