理论教育 北京理工大学材料学院攻克学科领域难题,努力迈向科技高峰

北京理工大学材料学院攻克学科领域难题,努力迈向科技高峰

时间:2023-09-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:针对这一长久困扰研究者的难题,闫崇尝试很多方案,均以失败告终,但他从未想过放弃,在跟导师的一次详细讨论中,受到人体皮肤保护层的启发,有了新的灵感。闫崇设计通过利用室温下氟化铜和锂之间的容易置换反应,在锂金属负极的表面上实现非原位盾牌保护层。如今,闫崇正在努力寻找更多志同道合的同学,在有一定核心研发技术的基础上积极开展创业实践的探索,推进产学研转化进程。

北京理工大学材料学院攻克学科领域难题,努力迈向科技高峰

在高能量密度金属锂电池的体系研究中,金属锂电极界面特性的差异直接影响到电池的安全性、耐久性和电压特征。金属锂电池的研究从1970年就已经在开展,然而该材料的高度活泼性和空气敏感性,导致锂离子在充放电过程中不均匀和不可控制的沉积(锂枝晶的生长),这造成以下两个灾难性的后果:一是锂枝晶具有穿透隔膜的潜在风险并导致短路,导致热失控、起火和可充电电池可能爆炸;二是锂枝晶很容易脱离导电骨架,导致形成死锂,因此库仑效率低。因此,锂金属负极长期以来一直很难被用于可充电电池的实际应用。

针对这一长久困扰研究者的难题,闫崇尝试很多方案,均以失败告终,但他从未想过放弃,在跟导师的一次详细讨论中,受到人体皮肤保护层的启发,有了新的灵感。闫崇设计通过利用室温下氟化铜和锂之间的容易置换反应,在锂金属负极的表面上实现非原位盾牌保护层。与领域内主流的磁控溅射沉积或氟气快速反应方案相比,该保护层呈现出高杨氏模量和高表面能的特性,从而防止枝晶生长,加速锂离子的扩散;铜原子的存在破坏原本固液界面中长程有序结构,扩展离子通道,保证锂离子在界面处的快速迁移。经过在实验室长时间的反复探索,他寻找到最佳保护层条件,在该盾牌保护层的保护下,电池的循环寿命延长8倍,这一科学发现发表在材料类顶级SCI期刊《Advanced Materials》(《先进材料》),并受到审稿人高度评价,发表后该研究成果被多家科研机构和媒体进行了报道,认为其推动领域内新的认知,具有标志性意义。

闫崇在实验室中进行电池的测试(www.daowen.com)

该研究成果的发表过程只是闫崇在创业实践研发生活中的一个缩影,每一篇原创性研发成果的发表背后都包含着他日日夜夜在实验室的坚守,更蕴藏着对科学研究的热爱。黄佳琦老师曾评价道:“闫崇是一名兼具丰富的知识储备与顽强韧性的博士生,能取得这样的创新创业研发成果,和他付出的巨大努力是分不开的。”

如今,闫崇正在努力寻找更多志同道合的同学,在有一定核心研发技术的基础上积极开展创业实践的探索,推进产学研转化进程。这是一条相比科研更为复杂的路,但他做好了准备。闫崇坚信,真正具有价值的研发技术是不会被市场埋没的,他对自己的研发技术应用到创业实践充满期待。

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