一、团队简介

先进电池材料与器件团队主要聚焦于锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、金属离子电容电池、固态电池、柔性和可拉伸储能器件等先进电池及其关键材料、以及废旧电池回收利用等研究。本团队近年来注重基础研究的同时也侧重技术转化与推广，主持或参与多项产学研合作项目，发表论文120余篇，获授权中国发明专利14件，转让专利2件，负责国家级一流课程1门。 

二、团队构成

团队负责人禹筱元教授，博士生导师，《新能源材料》国家级一流课程、材料化学省级一流专业和材料化学省级特色专业负责人。团队深耕锂离子电池等先进电池及关键材料研究二十余年，在电池材料的设计、制备和电化学性能等方面的研究和应用具有扎实研究基础和丰富经验。团队现有在读研究生10人，其中博士3人、硕士7人。

三、团队平台

团队依托材料化学省级一流专业、教育部生物基材料与能源重点实验室、农业农村部能源植物资源与利用重点实验室等科研平台，已具备完备的电池材料制备、结构表征和电化学性能分析、以及扣式电池、软包全电池组装与性能测试等设备和科研氛围浓厚的科研环境。此外，团队还与澳门科技大学建立了联合培养研究生的合作关系，与中科院广州能源所、广州能源检测所等研究机构，以及广州/珠海鹏辉、广东凯金、东莞博立威和南通瑞翔等电池材料相关企业建立了产学研合作关系，推动了科研成果的转化与应用。

四、研究方向

团队围绕新能源汽车发展所需高性能动力电池的迫切需求，长期致力于高性能电池及其关键材料的研究，开发了系列高性能新型电池材料、提高了电池的能量密度和循环稳定性，并积极探索下一代储能电池材料的前沿技术。目前研究方向涵盖固态电池及柔性器件、锂/钠离子电池、锂硫电池以及电池回收利用等领域，具体包括：

（1）锂/钠离子电池正负极材料和锂硫电池正极材料;

（2）固态电池及聚合物电解质；

（3）生物质源储能材料；

（4）纳米结构电极材料；

（5）废旧电池正极材料的回收利用。

五、教研成果

1.教学成果

秉承教学和科研相辅相成的理念，团队负责人担任材料化学专业主任17年以来，一直重视教学改革、课程建设和人才培养，其中基于先进电池及关键材料的科研基础，开设和建设的《新能源材料》先后获批广东省一流课程和国家级一流课程，获校院教学成果奖多项。

2.发表论文

近年来在J Mater Chem A、Small、Carbohyd. Polymer、Carbon、ACS Appl. Mater. Interfaces、J. Power Sources等期刊发表与先进电池及其关键材料等相关研究论文20余篇。

（1）固态电池及柔性器件

智能手机、智能移动设备、电动汽车的快速发展对锂电池的能量密度、安全性能的要求越来越高。针对传统的锂离子电池使用的液体电解液存在诸多安全隐患等问题，分别以PPC、PEO、纤维素（纳米晶）等为原料，采用聚合、共混、静电纺丝和离子液体活化等方法，设计合成了系列固态聚合物电解质和水凝胶电解质，应用于锂离子固态电池和柔性锌基储能器件（锌离子电容器、锌离子电池），得到了良好的实验结果，为新型高性能固态聚合物电解质和固态电池的研究提供理论支撑和实验基础，促进了聚合物电解质在固态电池中的实际应用。

（2）钠离子电池正极材料

针对钠离子电池层状氧化物正极材料循环性能差、空气稳定性低以及不可逆相变等问题，采用单/多原子掺杂、阴阳离子共掺杂、快离子导体表面改性等方法制备了系列P2单相、P2/O3双相和O3双相系列高性能镍锰/铁锰基层状氧化物和焦磷酸盐正极材料，并采用非原位XRD和电化学分析手段等系统研究了掺杂改性机理。

（3）锂离子电池硅碳负极材料

硅碳负极材料因高的能量密度成为了大功率锂离子动力电池负极的重要候选。针对硅基负极材料电导率低、循环过程中体积变化会大，导致电池循环性能和大倍率性能差等瓶颈问题，采用纳米化、构建多孔和三维导电网络等研究思路，设计制备了中空蛋黄核壳结构SiOx/C@void@Si/C、三维网络Si-SiOx/C电极、SiO_x/Si/C、中空SiO_x@Void@Si@C、空心SiO_x/Si/NC和SiO_x/Al/Al₂O₃等系列硅碳复合负极材料，为硅基负极材料的发展提供了技术支撑。

（4）锂硫电池正极材料

锂硫电池因能量密度高、成本低等最具发展潜力，但硫正极电导率低、多硫化锂（LiPSs）穿梭效应严重和反应动力学慢等问题制约了其应用。因此，发展兼具高电子/离子传输和高吸附/双向催化活性的硫宿主材料至关重要。鉴于此，本团队基于Mott-Schottky效应调控界面电子结构的原理，构建了ZIFs衍生碳基过渡金属磷化物、氮化物、碳化物等系列异质结双向催化剂。利用Mott-Schottky内建电场加快界面电子/离子迁移、纳米过渡金属化合物的多活性位点锚定LiPSs和促进S₈-LiPSs-Li₂S间的双向催化动力学，提升高硫载量和贫电解液下锂硫电池性能，为高性能锂硫电池设计提供理论指导。

（5）生物质源储能材料

本团队旨在废弃生物质的高值化利用，研发了系列生物质源锂离子电池硅碳负极、钠离子电池硬碳负极和生物质基水凝胶聚合物电解质。（1）以富硅生物质（竹基材料、甘蔗渣（叶），汉麻和油茶壳等）为原料，采用低温熔盐铝热还原，催化碳化等制备技术，制备了高比电容和长寿命的锂离子电池纯硅、硅碳和Si-SiOx/C负极材料；（2）通过优化生物质原料结构（废弃荔枝木、椰壳、油茶果壳）、预氧化、高温碳化等制备工艺，发展了催化活化、杂原子掺杂、缺陷工程和表/界面调控等技术，实现了硬碳负极材料微观结构和孔结构的精准调控，制备得到高比容量和高首效的钠离子电池硬碳负极材料；（3）以纤维素及其衍生物、壳聚糖、海藻酸盐等为原料，采用自由基聚合，化学接枝，化学/物理双交联等方法合成了系列纤维素基水凝胶电解质，提高了柔性锌基储能器件的能量密度和循环寿命。

3. 授权专利：

近5年来获中国授权发明专利10件，涉及锂离子电池硅碳负极材料、钠离子电池正负材料和生物质碳基储能材料等，部分成果实现了推广应用。

六、育人成果

团队注重研究生的优秀品德、创新思维、团队协作精神、实践能力和学习科研内驱力等培养，指导的研究生多次获国家级奖学金、校级一等奖学金和优秀毕业生。多名毕业研究生在东莞新能源（ATL）、广东邦普、广汽、贝特瑞、金发科技等知名企业成为了技术骨干，或在清华大学、南方科技大学和中山大学等高校继续深造。

七、团队寄语

团队致力于培养在锂离子电池等先进电池领域从事教学、科学研究、技术开发和管理等方面的高素质人才。每一位有梦想、有热情，能兢兢业业潜心学习和研究的同学们加盟先进电池材料与器件的研究团队，谱写你的新篇章。