科研动态

新材料学院潘锋/赵庆贺团队应邀在Joule撰文对锂电池正极材料中结构无序与自旋电子相互作用机理进行系统分析与展望

对更高能量密度和循环稳定性的追求推动了锂离子电池的不断发展。层状正极材料（包括三元和钴酸锂（LiCoO2）），因其成分多样性高、电化学性能可调而受到广泛关注。成分的多样性产生了丰富的结构化学，形成了层状、尖晶石和无序的岩盐结构等，直接影响了阴极的相变可逆性、Li+离子电导率和氧化还原反应。尽管结构调控丰富，但其循环稳定性也有较大挑战。如，特别是充电态下过渡金属（TM）与氧（O）的TM-O层之间不均匀和非平衡的...

2024-09-13

新材料学院郑家新/许贤祺团队联合宁德时代21C实验室在钠电领域取得进展

“双碳”是我国在新发展阶段的重大战略目标。绿色储能作为新能源技术革命的核心环节，受到社会广泛关注。其中，锂离子电池由于其高能量密度和长寿命等特点已经被大量应用于便携式电子设备和电动汽车，是目前最具商业潜力的可充电电池。然而，锂矿资源具有稀缺性且长期受地缘政治影响，造成其市场波动较大，这不利于推动能源设备的改革。因此，人们开始考虑将钠离子电池作为锂离子电池在大规模储能领域的重要补充。钠离子层状氧...

2024-08-21

新材料学院肖荫果课题组在钠离子电池快充慢放正极研究取得重要进展

近日，新材料学院肖荫果课题组在国际综合期刊《Advanced Science》上发表题为“Layered Cathode with Ultralow Strain Empowers Rapid-charging and Slow-Discharging Capability in Sodium Ion Battery”的文章，不同于常规倍率测试中的快充快放模式，该文章聚焦于更适配实际应用的快充慢放这一不对称电化学测试模式，这不仅要求极高的倍率性能以满足不对称倍率下的对称钠离子嵌脱量，并且要求正极材料具有极低的结构应变以适...

2024-07-23

新材料学院潘锋/李舜宁团队在基于图论和AI研发固态锂电池快离子导体材料中取得重要进展

固态锂电池正在成为产业和科研拓展高性能锂电池的热点方向。与液态锂电池相比，固态锂电池关键要突破的是固态锂的快离子导体隔膜。这需要发展新的研发范式来加快开发这类新型的高性能材料。北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授团队多年来致力于AI4S和材料基因组学方法学的研发，将图论数学与结构化学融合，自主创建了基于图论的结构化学研究方法（Science China Chemistry, 2019, DOI: 10.1007/s11426-019-9502-5; National...

2024-07-23

郑家新课题组利用可解释机器学习助力探究掺杂对富镍层状正极中锂镍反位的影响

近年来，富镍层状正极材料因其高能量密度和低成本备受关注。然而，锂镍反位缺陷在材料合成和循环工作的过程中会不可避免地出现，对锂离子电池性能有着重要影响。

2024-03-01

新材料学院李锐课题组在摇椅式锌离子电池研究中取得重要进展

      近日，北京大学深圳研究生院新材料学院李锐课题组在国际知名期刊ACS Energy Letters （IF 23.991）上发表题为“A Near 0 V and Low-Strain Intercalative Anode for Aqueous Zinc-Ion Batteries”的研究论文（DOI:10.1021/acsenergylett.3c00985），报道了一种新型的锌离子插入型负极材料（Ti2O(PO4)2·2H2O），该材料具有接近0 V的电位和低应变特性；并成功构建了一种高电压、高稳定性的“摇椅式”水系锌离子电池。      ...

2023-06-27

北大深研院孟鸿课题组开发了可修复和多种环境适用的凝胶并应用于无离子泄露风险的离电（iontronic）传感器

水凝胶材料是实现柔性/可拉伸电子器件应用的候选材料之一，具有生物相容性，优异拉伸性等优点。但由于含水量存在环境稳定性差的问题，即低温下冻结，干燥环境下失水，高湿度下吸水膨胀。添加有机溶剂可以提升抗冻和保水能力，但是目前的研究多聚焦于添加大量甘油使得水凝胶在低温和干燥环境下使用，却忽略了此时高湿度下水凝胶的使用问题。另一方面，传感器是水凝胶的重要应用方向。其中，离电型传感器因为灵敏度高，抗干扰能力...

2023-03-21

潘锋课题组基于图论和AI构建跨尺度机器学习力场模型与揭示锂枝晶形貌演化方面取得进展

       锂离子电池由于其高能量密度，在电动汽车和大规模储能等领域获得了广泛的应用，而锂金属负极由于其低电极电位与高理论比容量，被认为是下一代负极材料的理想选择之一。但在实际工作情况下，锂金属负极的枝晶生长问题不仅会降低电池的库伦效率，并可能带来严重的安全隐患。北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授课题组与中科院半导体研究所首席科学家汪林望教授合作开发了一套基于图论和AI针对跨尺度形貌模拟的机器学...

2022-12-23

新材料潘锋团队在《自然-通讯》撰文在基于表面限域短氢键网络设计高传导质子交换膜取得进展

 氢键是一种以氢原子为媒介的分子间相互作用。当氢键中给体（donor）和受体（acceptor）之间的距离足够小时，质子在两者之间将会以近乎无能垒的方式进行传递，此结构称为“短氢键”。在质子交换膜中构建短氢键网络将有利于质子的快速传导，而这其中最关键的两个问题是如何引入短氢键以及如何保证短氢键网络在膜上的连通性。共价有机框架（COF）材料为这种设计提供了一条可行的途径：通过COF表面的离子基团促使水分子限域从而形...

2022-11-23

新材料潘锋团队在锂电池硅基负极导电粘结剂研究取得系统性进展

潘锋团队基于对锂电池硅基负极导电粘结剂取得的系统研究进展，在Accounts of Chemical Research（Acc. Chem. Res. 2022, 55, 2088−2102）发表学术文章。

2022-08-19