目前,在环保与可持续发展成为全球焦点的当下,新能源电池产业作为推动绿色变革的关键力量,正蓬勃发展。安徽工业大学的两支学生团队 —— 硫光溢彩团队与有容乃大团队,在新能源电池材料研究方面取得了令人瞩目的成绩,为该领域的发展注入了新的活力。

硫光溢彩团队:革新锂离子电池负极材料

硫光溢彩团队核心团队成员有队长王亮,副队长魏雅君,童安。该团队专注于锑基硫化物锂离子电池负极材料的研究。鉴于当前锂离子商用负极材料石墨存在诸多弊端,团队通过微纳结构设计对双金属硫化物进行改性,成效显著。

针对新能源电池负极材料面临的性能差、成本高、比容量低三大痛点,团队提出了切实可行的改进方案。在微纳结构设计方面,通过增大锑基硫化物电极材料比表面积,提供了更多反应活性位点,不仅使锂离子的嵌入和脱出更高效,还缩短了传输路径,减小离子扩散阻力,提高了倍率性能。同时,纳米颗粒结构有效缓冲了体积膨胀,减少了结构破坏,增强了循环稳定性。

在掺杂改性上,团队发现其不仅能改善导电性,通过引入额外自由电子或空穴提升电导率与倍率性能,还能抑制体积膨胀,增强材料结构稳定性,优化离子扩散,创造更多活性位点,提高比容量。而在粒径控制方面,团队深入研究了反应温度、硫源、反应物浓度以及晶种对粒径的影响,并找到了精准控制的方法。

在安徽工业大学材料科学与工程学院柳东明院长和无机非金属系主任李俊哲老师的悉心指导下,团队历经无数次试验与改进,成功研发出锑钼硫化物 - 碳复合材料和锑钴硫化物 - 碳复合纳米棒两种负极材料。

团队由多学科交叉的优秀本科生组成,已与安徽唯秀技术检测有限公司、安徽磊三鑫电极材料有限公司,安徽科达新材料有限公司等 5 家公司达成意向合作,申请国家专利7项,学生一作 2 项,学生参与发表高水平学术论文 9 篇。该团队凭借卓越的研究成果,荣获了 2024 年中国国际大学生创新大赛安徽省银奖、2024 年中国青年大学生创新环保竞赛全国一等奖等多项荣誉。

有容乃大团队:引领钠离子电池正极材料突破

有容乃大团队核心团队成员有队长蔡殊同,副队长周思民,李怡春。该团队依托先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室,致力于复合钠离子锰基正极材料的研发。团队利用 “3 大工艺 + 3 大技术方案”,成功制备出高性能的钠离子电池锰基层状氧化物正极材料。

团队在安徽工业大学材料科学与工程学院马扬洲副教授的悉心指导下通过独特的成分设计、工艺参数和相结构设计三种工艺方案,以及体相掺杂改性处理技术、湿法包覆技术、造粒技术三种技术方案,成功制备出的复合钠离子锰基正极材料,使电池储能度数提升 60%。体相掺杂改性处理技术通过控制体相引入过渡金属氧化物离子,实现了高倍率长寿命的电化学特性。表面包覆复合颗粒制备技术有效缓解了表面衰变造成的失效,改善了钠离子吸水性。两步技术路线设计,先构建稳定基体的锰基结构,再进行表面包覆改性,极大提升了材料综合电化学性能。此外,团队基于固相制备工艺,助力企业降低成本,快速占领钠电正极市场。

有容乃大团队同样成绩斐然,荣获 2024 年中国国际大学生创新大赛安徽省金奖等多项荣誉。团队由多学科交叉的优秀本科生组成,已与国轩高科、安驰科技等 8 家公司达成意向合作,申请国家专利 11 项,学生一作 6 项,学生参与发表高水平学术论文 8 篇。同时,团队在学科建设方面也成果丰硕,联合申报的新能源电池正极材料安徽省联合共建学科重点实验室获批,还获得了安徽省教育厅 2023 年度新时代育人质量工程推荐项目等多项荣誉。

安徽工业大学的硫光溢彩团队和有容乃大团队,凭借其在新能源电池材料领域的创新研究,展现了当代大学生的科研实力与创新精神,为新能源产业的发展贡献了一份力量。相信在未来,他们将继续砥砺前行,创造更多辉煌。(安徽工业大学 王亮 蔡殊同 周思民 魏雅君 童安 赵含玥 王定雯)

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