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1997.09-2001.07 安徽大學(xué) 應(yīng)用化學(xué) 學(xué)士學(xué)位 2002.09-2006.12 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 材料學(xué) 博士學(xué)位 2007.01-2008.12美國佛羅里達(dá)國際大學(xué)博士后2009.01-2011.01德國馬普固體研究所洪堡學(xué)者2011.02-2011.12北京航空航天大學(xué)副教授2012.01-至今中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 論文標(biāo)題：Graphene-Based Composites as Advanced Electrodes for Energy Storage 論文簡介：　　石墨烯是一個(gè)兩維單層石墨片，其表現(xiàn)出許多獨(dú)特且吸引人的性質(zhì)，例如，超高導(dǎo)電性，高導(dǎo)熱性，高比表面積，穩(wěn)定的化學(xué)性能。這些特性致使石墨烯成為一種構(gòu)建三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)良材料，從而能夠大幅提高鋰離子和鈉離子的電極材料的電化學(xué)儲能性能。然而，由于石墨烯高的比表面積和片層間的強(qiáng)烈疏水作用力，石墨烯極其容易聚集成石墨片，導(dǎo)致對基于石墨烯的電極材料的電化學(xué)性能并不令人滿意，相比起始電極材料，性能的提升并不顯著。另一方面，當(dāng)前電極材料基于多種儲能存儲機(jī)制，其中某些類型的電極材料對其存在的導(dǎo)電石墨烯網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步提出更高其他要求。例如錫基材料，金屬氧化物，以及金屬硫化物等擁有高理論容量的電極材料，其進(jìn)行鋰化/脫鋰化的同時(shí)伴隨巨大的體積變化，從而破壞了起始構(gòu)建的石墨烯的網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致這些類型的石墨烯基復(fù)合材料表現(xiàn)出低的容量釋放和差的循環(huán)壽命。因此，對于不同儲能機(jī)制的電極材料，針對性地設(shè)計(jì)和構(gòu)筑具有特定納米結(jié)構(gòu)的石墨烯基復(fù)合電極材料非常必要，也是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的課題。在這項(xiàng)研究中，我們對于各種不同類型的電極材料，設(shè)計(jì)和合成料具有不同特征的納米結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。例如，針對基于相轉(zhuǎn)變儲鈉的NASICON型NaTi2(PO4)3(NTP)和Na3V2(PO4)(NVP)電極材料，我們設(shè)計(jì)并合成了三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)包裹得NTP納米粒子的復(fù)合材料(0D-NTP(∈)3D-GN)以及石墨烯和無定形碳雙層包裹NVP納米晶復(fù)合材料(NVP@C@RGO )。三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)增加了電子/離子傳遞動力學(xué)和提升電極結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使得獲得的復(fù)合電極材料在充放電倍率，長循環(huán)壽命以及初始庫侖效率方面表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。針對循環(huán)過程中體積變化大的錫基復(fù)合電極材料，我們提出和合成出三維(3D)多孔石墨烯網(wǎng)絡(luò)包裹得錫基納米粒子復(fù)合材料。預(yù)存的相互連接的納米尺寸的孔道為活性材料體積變化提供必要的空間，防止它們在循環(huán)的過程中破壞石墨烯網(wǎng)絡(luò)框架，并允許鋰離子通過間隙中的電解質(zhì)快速地接觸到活性材料的表面。其次，導(dǎo)電石墨框架可以阻止納米顆粒的聚集，促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移，和穩(wěn)定固態(tài)電解質(zhì)膜(SEI)的形成。因此，所獲得的復(fù)合材料具有高的可逆容量和杰出的充放電倍率能力，以及超長循環(huán)穩(wěn)定性。針對多硫化合物的溶解導(dǎo)致的容量不穩(wěn)定的硫電極材料，我們制備出一個(gè)具有自支持，分層次納米結(jié)構(gòu)的石墨烯基多孔碳—硫(GPC-S)薄膜。三維石墨烯網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)電子和鋰離子傳輸，與此同時(shí)石墨烯表面的微孔碳提供了大量的微孔孔道，其不僅可以容納硫而且能夠抑制多聚硫化合物的溶解。因而，所得到的GPC-S膜不僅表現(xiàn)出良好的機(jī)械柔韌性，而且在容量釋放和容量衰減方面也展示出優(yōu)異的電化學(xué)性能。 中國青年科技獎(jiǎng)