面向我國新能源汽車產業(yè)崛起和武漢市光電子產業(yè)集群的發(fā)展，江漢大學化學與環(huán)境工程學院光電化學材料與器件教育部重點實驗室成立了電化學儲能材料與器件團隊。團隊先后全職引進國家級、省級人才工程人選高層次人才。經過初期的建設和發(fā)展，在鋰離子電池材料與器件研究中取得一系列重要進展。
在國際上首次提出鋰離子過濾膜概念。團隊以石墨烯和聚丙烯腈為基礎材料，制備了新型碳膜，具有鋰離子導通、溶劑阻擋的特殊功能，大幅度提升了鋰金屬電極的循環(huán)穩(wěn)定性，為開發(fā)鋰金屬電池器件提供了新的思路。相關成果在國際材料領域權威期刊ACS Applied Materials & Interfaces上發(fā)表。
固態(tài)電池的研發(fā)是全球電池研究機構和新能源汽車公司競相爭奪的制高點。團隊最近研發(fā)了新型含硫系聚合物固態(tài)電解質。傳統(tǒng)的固體聚合物電解質是聚環(huán)氧乙烷PEO/鋰鹽體系，由于PEO易結晶且氧醚基團具有過強配位作用，其離子電導率和鋰離子遷移率都很低。通過巰基-丙烯酸酯點擊反應原位生成無定形含硫聚合物固態(tài)電解質，室溫離子電導率高達2.7-3.0×10-5 Scm-1，鋰離子遷移數為0.4。硫醚鍵具有較長的C-S鍵長（1.81?），更低電負性（2.58）和適度配位作用，有助于鏈段運動并實現優(yōu)異的室溫離子電導率。這些優(yōu)勢表明了巰基-丙烯酸酯點擊反應是非常有效的原位制備高性能固體聚合物電解質的策略。部分研究成果于近期發(fā)表在國際電池領域權威期刊Journal of Power Sources上。
團隊通過電場頻率控制，使高分子鏈段或納米粒子表面電荷極化，進而沿特定方向取向并排列成有序結構。這種有序結構為離子傳輸提供連續(xù)通道，顯著提高了固態(tài)復合電解質的導電率。其研究成果在國際材料領域期刊權威期刊ACS Applied Materials & Interfaces和Materials and Design上發(fā)表，相關成果已多次被斯坦福大學和清華大學的知名教授在其研究論文中正面引用。
該系列研究得到了國家自然科學基金、武漢市應用基礎研究基金、江漢大學科研啟動基金和江漢大學學科特色方向協同創(chuàng)新等資助。（來源：中國高校之窗）
