清华大学张强教授：锂键化学推动能源存储材料高质量发展

报告题目：锂键化学推动能源存储材料高质量发展报 告 人：张强清华大学长聘教授邀 请 人：梁振兴教授报告时间：2024年12月21日（星期六）下午16:00—17:00报告地点：化学与化工学院逸夫工程馆105会议室主办单位：化学与化工学院/广东省燃料电池技术重点实验室 报告人简介：张强，清华大学长聘教授。曾获得国家自然科学基金杰出青年基金、中国青年科技奖、教育部青年科学奖、北京青年五四奖章、英国皇家学会Newton Advanced Fellowship、清华大学刘冰奖、国际电化学会议Tian Zhaowu奖、科学探索奖、可持续发展青年科学家奖。2017—2024年连续八年被评为“全球高被引科学家”。其热爱科学和教育事业，善于根据学生的自身特点和成长路径，因材施教，引导其找到自身兴趣，百花齐放，共同成长。指导学生中12人获得清华大学特等奖学金，3人获得全国大学生课外学术科技作品竞赛特等奖等奖励。长期从事能源化学与能源材料的研究。近年来，致力于将国家重大需求与基础研究相结合，面向能源存储和利用的重大需求，重点研究锂硫电池的原理和关键能源材料。提出了锂硫电池中的锂键化学、离子溶剂复合结构概念，并根据高能电池需求，研制出复合金属锂负极、碳硫复合正极等多种高性能能源材料，构筑了高性能电池器件。发表论文400余篇，h因子170，授权发明专利40余项。担任国际期刊Angew.Chem.首届顾问编辑、EES Batteries主编，J Energy Chem副主编，Matter,Joule,ChemSocRev,J Mater Chem A,Adv Energy Mater, Adv Funct Mater,ChemSusChem,EnergyChem,储能科学与技术，化工学报等期刊编委。担任国家重点研发计划储能与智能电网专项专家组副组长。曾获得教育部自然科学一等奖、化工学会基础科学一等奖等学术奖励。 报告摘要：发展基于锂离子的锂电池技术是电化学领域的长期关注的目标。采用理论与实验相结合的方法，系统地研究了多硫化物与氮掺杂碳材料之间形成的锂键的几何结构、键能、电荷分布、偶极等性质，提出锂键是一种偶极—偶极相互作用，并通过理论和实验核磁表征指认复杂体系中锂键的形成过程。锂键主要用于解释多硫化物与正极宿主材料之间的相互作用，但锂键的概念可以被广泛应用锂电池研究的各个方面，也为锂电池的机理研究提供了一种新的视角。本报告将锂键的概念引入到锂电池的研究中，并基于多硫化物与正极宿主材料相互作用的体系，系统地研究了锂键的几何结构、电子结构、键能、偶极等性质。希望锂键的概念在锂电池研究中取得更大的应用，因此将这一概念引申到电解液、锂金属负极等体系。基础原理上的新认识会更加清晰的认识自然界的本质，能够助力基于锂的化学电源探索和开发。 参考文献：[1]Chen, X.; Bai, Y.-K.; Zhao, C.-Z.; Shen, X.; Zhang, Q., Lithium bond in lithium batteries. Angew. Chem. Int. Ed., 2020, 59, 11192–11195.[2]Hou, T. Z.; Xu, W. T.; Chen, X.; Peng, H. J.; Huang, J. Q.; Zhang, Q., Lithium bond chemistry in lithium-sulfur batteries. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 8178–8182.[3]Lu, Y.; Zhao, C.-Z.; Zhang, R.; Yuan, H.; Hou, L.-P.; Fu, Z.-H.; Chen, X.; Huang, J.-Q.; Zhang, Q. The carrier transition from Li atoms to Li vacancies in solid-state lithium alloy anodes. Sci. Adv. 2021, 7, eabi5520.[4]Chen, X.; Chen, X.-R.; Hou, T.-Z.; Li, B.-Q.; Cheng, X.-B.; Zhang, R.; Zhang, Q., Lithiophilicity chemistry of heteroatom-doped carbon to guide uniform lithium nucleation in lithium metal anodes. Sci. Adv. 2019, 5, eaau7728.[5]Yao, Y.X.; Wan, J.; Liang, N.Y.; Yan, C.; Wen, R.; Zhang, Q. Nucleation and growth mode of solid electrolyte interphase in Li-ion batteries. J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 8001.