2018年5月5日,在刘老师的带领下,很高兴能有如此珍贵的机会前往杭州参加中国化学会举办的第31届学术年会,此次大会共有来自全世界的1万3千多人参加,同时进行化学相关不同领域研究的分会48个,以及11个学术论坛等。这次大会可以说是国内为数不多的大型学术交流会议之一,涵盖纳米碳材料、化学能源、流变学等各个方面,其丰富的内容也使得我受益良多,不同领域学者们的思想也让我在自己的研究方向收获了不一样的感悟。
大会在5月5号上午进行了隆重的开幕式,开幕式过后是ELSEVIER大会特邀报告环节,其中来自南开大学的被称为2017年中科院最年轻新进院士的陈军教授带来的名为《微纳结构电极材料制备与电池应用》的报告让我深受启发,对材料进行纳米化,不仅能够增强其界面的浸润性,同时也可以提高材料整体的稳定性。电极材料微纳化不仅可以使得材料的合成可以在室温条件下就能够进行,同时也可以改善多电子电极的反应活性和结构稳定性;这让我不禁想到在金属锂电极的应用也存在循环过程中金属锂的沉积表面会变的疏松多孔,固态电解质与金属锂表面的浸润性差等问题,是否可以利用维纳结构的特点来攻克,非常值得我未来去进行尝试和研究。下午我前去第38分会场,参加了纳米碳材料的专场,李玉良院士带来的《二维碳石墨炔:从基础到应用研究》让我感受到了开创国际先河并且引领世界研究浪潮的石墨炔,这是一份伟大的值得骄傲和学习的工作。在28分会场——化学电源专场,我又学习了来自化学所郭玉国研究员带来的《固态锂金属电池研究进展》,其报告内容丰富,从侧面反映出其在解决金属锂负极枝晶问题,不稳定的固态电解质界面层以及金属锂负极的体积变化等关键科学问题所做出的细致深入的工作,其中包含了三维集流体的设计、纳米碳材料、人工固态电解质层、功能化的电解液添加剂等多种不同的方法对金属锂的安全问题进行了有效的解决。与此同时,其开发的高离子电导率和机械强度的双功能聚合物固态电解质和离子导体包覆的薄膜电解质对解决固态锂金属电池的低效率问题,提升其安全性能具有明显的作用。
第二天上午,纳米碳材料分会场内进行的是一场碳材料在器件上应用的盛宴。会议伊始,来自复旦大学高分子科学系的彭慧胜教授就为大家展示了碳纤维在能源与电子器件上的应用,这种纤维状的能源与电子器件具有质量更轻、柔性更好、可集成等优点,未来在可移动电子设备、航空航天、军事、医疗领域都有广泛的应用前景。另一个让我深受点拨的工作是由来自中国科学技术大学的朱彦武教授带来的关于碳界面的构建与锂离子的吸附传输性能的关系的研究,其中,对于石墨烯—锂界面原位研究的工作中他发现,石墨烯表面的锂沉积过程中,在石墨烯的表面会产生大量的固态电解质层,通过原位红外和原位拉曼的研究可以得到在SEI层的下表面还存在着一层锂层,这层金属锂层为电极的容量做出了巨大的贡献,因此就可以通过调控三维碳材料的结构和形貌进而对其能量转换效率和能量密度进行调控。其研究方法引起了我对于研究金属锂负极表面SEI膜方法的思考,因为SEI膜处于纳米数量级,同时对于空气和水的敏感制约了人们对于金属锂表面SEI膜的研究。通过原位红外和原位拉曼相结合,不失为一种研究金属锂表面SEI膜组成和动力学性质的可行性手段。
5月7号,在化学电源分会上,姚彦老师带来的《基于水系和全固体电池的醌类有机材料设计》的研究中,介绍了不同有机电极材料在水系电池中的应用,希望可以代替传统的无机电极材料,从而实现电池循环的稳定性和超长循环寿命。并且其将有机电极材料应用于固态电池体系中,发现了一种和Na离子S化物具有极佳兼容性的有机电极材料,表现出目前已报到的全固态钠电池中循环性能最好的性能。这种有机电极材料引起了我的兴趣和思考,也许这种有机电极材料正是解决固态锂金属电池中离子电导差,界面浸润性问题的一种办法,同时,利用有机电极材料的与无机电极材料或者金属锂进行复合,改建得到的复合电极材料在解决电极材料的循环稳定性,界面浸润性等问题上,可能会有一定的应用前景。
大会的最后一天,刘老师和清华大学的张强教授做了关于解决金属锂负极枝晶生长和循环稳定性问题的报告,刘老师在报告中介绍了从三维石墨烯材料的制备再到金属锂复合负极上面应用的一系列完整的工作,最后,刘老师强调,该方法是实现金属锂负极大规模产业化技术的关键,同时也宣布了实验室在这方面的布局,老师一如既往的演讲风格,生动幽默引人入胜的讲解方式,让全场观众体会到了石墨烯作为电极材料清晰的应用前景以及实验室工作的系统性和实用性。张强教授在金属锂负极方面的工作一直都是该领域范围内大家学习的榜样,听了他的演讲,体会到了其在金属锂负极方面独特的视角,尤其是他提出的要在4D方向来对金属锂负极进行研究,从而深入地对金属锂的动力学和热力学性质进行揭示,这为我们研究金属锂负极提供了未来的研究指导,只有充分认识金属锂负极在循环过程中的机制机理,才能更好更彻底地解决金属锂负极面临的诸多科学问题。
最后,我前往参展区,参观了解了目前国内外从事化学仪器设备,试剂生产的公司企业。对目前最先进的实验设备和试剂进行了调研,收集了与电池材料制备相关企业的产品信息,这对于我未来解决实验过程问题,提供了解决方法的储备。
经历了这次会议,不仅让我在专业方向上了解到了国内优秀研究者的最新进展,同时,大会内容的丰富性,也扩大了我研究的思考范围,不仅充实了我的专业知识储备,同时也为目前的工作起到了很好的启发作用。感谢刘老师能给予我这个学习的机会,感谢动力锂电池工程实验室这么良好的平台,能够让我撸起袖子无拘无束地专心于自己的科研;同时,经历了这次会议,我更加深刻地认识到了自己与同行业研究者的差距,在以后的研究工作中,在效率上、知识储备上、思维方式上我都要努力提高,争取在人生中最年富力强的几年里有所成就。