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《自然》材料电化学研究与应用大会参会总结(蒋伟)

        2018年1月13-15日,广东-深圳,由自然出版社和南方科技大学等联合主办的“自然会议-材料电化学研究与应用大会”隆重召开,这次会议真可谓大牛云集,是一次高水平的、国际性的材料电化学会议。作为刚刚踏入实验室半年的新人来说,参加这种高水平的国际会议的机会是非常难得的,但是全英文报告也让我有一点点头疼,抱着见见世面和接触学术前沿、产业前沿的目的,怀着激动的心情来到了深圳。

此次会议的涉及的主题比较广泛,主要包括锂离子电池、燃料电池、新一代储能技术以及工业界的进展。上午的三个大会报告,分别关于燃料电池催化剂、固态电池和锂离子电池及相关储能技术的发展与未来做了深度分析。来自于宾汉姆顿大学的Whittingham教授关于锂离子电池及相关储能技术发展及未来做的报告,总结了锂离子电池多年来的发展历程,细数了产业和学术都比较专注的集中正极材料并做了对比,对于新开发的一些储能材料及技术也做了分析,从学术和产业角度对未来储能技术的发展做了宏观分析与预测,让我这个锂电新人建立了新的宏观认识。

        我的研究方向是高容量锰基富锂正极材料,目前主流观点认为锰基富锂材料的高容量来源于阴离子氧化还原(anionic redoxs)。很高心,这次大会第一天有专门关于anionic redoxs的分会场,五场分会报告基于不同材料深入研究阐述aninic redoxs。来自Stanford的William Chueh提出3d富锂层状氧化物中的anionic redox与阳离子迁移的偶联机制,他利用体相XAS观察到anionic redox过程中材料中阳离子迁移现象,提出了这样的机制,对于我们理解anionic redox的结构基础有了新的启发。其外北京大学的夏定国老师关于anionic redox的来源以及调控做了大量的工作,通过对Li2TiO3这个本身不具备活性的材料进行了一系列的掺杂来研究电子结构转变以及氧活性的表征,此外还做S,Cl掺杂到来调控氧活性和氧活性发挥的电压平台,对于富锂材料的机理解释和材料设计提供很好的参考。其中来自中国科学院宁波材料所的邱报博士,关于如果调控富锂材料中oxygen redox 活性以及在实际应用中提出了自己的观点,对于未来富锂材料产业化应用过程中材料设计提供了新的观点。总之,富锂材料材料作为下一代高能量密度锂离子电池的备用正极材料备受关注,它的高容量来源于anionic redox,但同时也带来了一系列问题,比如低倍率性能,电压降,容量衰减等,关于anionic redox的机理机制以及如果合理调控是我们未来富锂材料的研究重点,也是产业化的必经之路。

        除了和自己研究领域相关的报告之外,本次会议我关注的比较多的就是固态电池和金属锂负极相关的研究。实验室的赵斐同学从事金属锂方面的研究,在和他的交流中了解到一些关于金属锂方面的知识。金属锂作为目前国内外热门的研究方向也成为本次会议讨论的大热门,崔屹和张强教授等分享了他们近些年在金属锂方面的工作,也提出了关于金属锂在未来的研究重点和方向。崔屹提出金属锂作为未来500Wh, 600Wh的备选负极材料,也表明金属锂作为下一代高能量密度电池不可缺少的部分。此外,由于传统的锂离子电池采用可燃有机电解液,因此存在很多安全隐患,如起火、爆炸。固态电池不实用可燃有机电解液具有高安全性能,随着动力电池对安全性能,续航历程和能力密度的迫切需求,固态电池正受到越来越多的关注。当然,从目前的材料体系来看,金属锂是固态电池大规模应用的基础,其外由于金属锂本身的高活性也使得它更合适在固态电池中使用。金属锂负极现在主要的问题是锂枝晶,科研人员在抑制锂枝晶方面也做了很多的工作,使用不同的基地均匀的沉积锂金属,采用一定的结构分散、保护金属锂,这些手段在一定程度上抑制了锂枝晶和死锂的产生,但是还存在很多问题,需要进一步的深入的工作。

        关于学术前沿动态、学术思想以及相关的知识的学习是本次参会的主要目的,从会议报告中我听取到了一些新的思想、观点和研究方法等,这些对于我开展科研工作帮助很大。但同时我也有另外一个很强烈的感受,在这个国际化、信息化的时代,语言和表达方式是传播思想、传播知识的重要媒介。英语作为一门国际语言也是学术界的通用语言,所以不管是书面还是口头,良好的语言能力是更好开展科研活动的工具。此外,相同的信息以怎样的方式传播也是传播过程中的重要一环,学术成果以何种方式传播也决定了其传播的广泛程度以及对社会的影响力。

       总之,拓宽思维,增强对研究领域及相关领域的了解,巩固语言基础,提升信息整合能力,是未来研究生生活中的重点。最后非常感谢刘老师、夏老师给我机会参加本次会议,收获良多。