科研动态

学院潘锋团队与厦大李剑锋团队合作在《自然通信》发文：发展基于拓扑/图论结构化学与AI的自动化多相催化活性相探索框架

电催化是实现可持续能源转化与减碳减排的关键技术。电催化反应总是在特定的环境下发生，并且和环境中的物种发生相互作用，形成工况下的活性相结构，活性相结构搜索的传统算法存在条件依赖性，无法适应无序和动态结构的不足，这需要发展新的研究范式来实现催化活性相的探索。北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授团队将数学的图论/代数拓扑和结构化学相融合，通过将化学结构映射为数学模型，发展了系列材料研究方法，创新性地...

2025-03-20

学院潘锋团队在Nature Communications发表锂电池无钴高镍正极材料锂占位调控新成果

开发高性能无钴高镍锂电池正极材料是实现锂离子电池能量密度提升的关键。然而，高镍正极材料在循环过程中常面临晶体结构退化和表面副反应活性过高等问题，严重制约了其商业化应用。针对这一挑战，研究团队通过联合运用多种先进表征手段，首次系统揭示了锂占位对高镍正极材料电化学性能的影响机制，并设计出两种具有高循环稳定性的正极材料。图1 无钴高镍正极材料的锂占位调控策略北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授与德国...

2025-03-12

学院潘锋/杨卢奕团队在阴离子吸附调控正极界面机制研究中取得新进展

构建稳定的正极电解质中间相（CEI）是实现高电压锂离子电池性能突破的关键技术路径。然而，由于CEI 的形成涉及电解液与正极材料之间复杂的不可逆电化学反应，其具体形成机制至今仍缺乏系统性理解。现有研究表明，阴离子在CEI 形成过程中起主导作用，这主要归因于阴离子相较于碳酸酯溶剂更易在正极材料表面的“内赫姆霍兹平面”（inner-Helmholtz plane, IHP）发生吸附和分解。然而，学术界对阴离子吸附行为及其在 CEI 形成中的...

2025-03-04

学院潘锋/杨卢奕团队在高电压钴酸锂水系粘结剂研发方面取得新进展

随着消费电子行业的快速发展，层状钴酸锂正极材料（LiCoO2，LCO）的能量密度和循环寿命面临更高要求。然而，在4.5 V（vs Li+/Li）以上的电压下，LCO会发生严重的结构退化，导致电池容量迅速衰减。传统的聚偏二氟乙烯（PVDF）粘结剂虽具有优异的电化学稳定性，但其电极制备过程中需使用有毒溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP），且与正极颗粒间的相互作用较弱，难以有效抑制界面副反应。因此，开发一种低成本、环保且适用于高电压LCO正极...

2025-02-21

学院莫凡洋团队在Nature Communications发表“AI for Chromatography”方面的新进展

近日，我院莫凡洋团队与东方理工大学张东晓团队合作，通过结合统计学和机器学习方法，首次明确揭示了薄层色谱（TLC）与柱色谱（CC）之间的量化关系。该研究提出了一种知识发现技术、建立了可解释的公式，将专家经验（Chemist’s experience）转化为“人工智能经验”（AI experience），为色谱分离实验条件的确定与优化提供了理论支持。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。图1. 相关工作于1月19日发表于Natu...

2025-02-18

学院潘锋/杨卢奕团队在研发同时具有导电子与离子的弹性聚合物网络的锂电池取得进展

氧化硅（SiOx，0<x<2）材料以其高比容量和低氧化还原电位而著称，是石墨负极最有前途的替代者之一。然而，其实际应用受到循环过程中体积的大幅变化 （约翻倍）和其导电性差等因素的影响。我们之前的研究揭示了SiOx不受限制的膨胀-收缩过程导致固体电解质界面 （SEI） 增厚，并最终导致电子渗透网络的击穿（Nat. Comm., 2023, 14, 6048）。为了缓解这种情况，构建具有高机械强度的导电聚合物网络对于提升电池体系导电性和稳定SiO...

2025-02-17

学院王立刚团队与合作者在Science Advances发表论文，实现不同原子层数量子点的高效LED

量子点自上世纪80年代发现以来，已广泛应用于显示等多个领域。北京大学深圳研究生院新材料学院王立刚课题组、材料学院周欢萍课题组、化学学院严纯华/孙聆东课题组与剑桥大学卡文迪许实验室Richard Friend课题组合作，成功实现了不同原子层数量子点的高效发光二极管（LED）。该LED的电致发光峰值在607-728 nm范围内可控调节，并实现了26.8%的外量子效率（EQE）。这一成果对于高清显示领域具有重要意义，并已于2025年2月14日发表...

2025-02-17

学院成功组织2025年度国自然基金申报动员与经验交流会

2025年1月7日，新材料学院在智园D2401会议室成功组织开展了2025年度国家自然基金申报动员与经验交流会，旨在提升学院青年教师在国家自然基金项目申报方面的能力与水平，促进学术研究的深入开展与交流合作。此次交流会邀请到了科研处孟祎老师、学院肖荫果老师、郑家新老师分享宝贵经验，学院20余位青年教师积极参与。交流会由学院副院长郑家新副教授主持。郑家新副教授表示学院高度重视国家自然科学基金项目申报工作，依托高水平...

2025-01-08

学院邹如强/高磊团队在Nature Communications发文报道在全固态电池研究中取得的最新进展

锂离子电池因其高能量密度和长循环寿命，已广泛应用于便携式电子设备、电动汽车和储能系统等领域。然而，在极端寒冷条件下，传统锂离子电池的容量和功率输出大幅降低，同时充电过程中锂枝晶的形成风险增加。这些问题的主要原因是液态电解质的粘度增大、界面阻抗增加以及离子导电性下降，严重影响了电池的反应动力学和整体性能。相比之下，全固态电池采用固态电解质，能够有效避免这些问题。固态电解质对温度波动不敏感，避免了...

2025-01-08

学院潘锋团队基于富质子界面的原位转化形成致密无机壳层开发了高性能的三元锂电池正极材料

随着人们对于新能源汽车里程要求不断增加，超高镍三元单晶正极材料（LiNixCoyMn1-x-yO2, x＞0.9）因其较高的能量密度（4.3V，210 mAh g-1）成为了下一代高能量密度锂离子动力电池正极主要的主要候选者。然而，其单晶材料表界面离子传输慢与副反应严重等问题成为制约超高镍单晶正极长循环稳定性的关键因素，亟需优化界面。质子因其与电解液溶质LiPF6的高反应活性，一直被认为是界面副反应的标志。而其副反应产物LiF和Li3PO4却是...

2025-01-06