鋰離子電池發(fā)展的見證者：廈門大學(xué)楊勇教授

楊勇，廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院南強(qiáng)特聘教授，現(xiàn)任國際電池材料學(xué)會(huì)（IBA）主席（任期：2024-2025），國際電池雜志Journal of Power Sources主編和國際鋰電池會(huì)議（IMLB）顧問執(zhí)委，入選美國電化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士（FECS）。主編出版中英文專著2部，已在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表460余篇論文，引用近3萬次。楊勇教授長期從事能源電化學(xué)尤其是鋰/鈉離子電池材料、固態(tài)電池及電池的原位譜學(xué)表征技術(shù)等研究。曾獲第八屆“福建省優(yōu)秀科技工作者”（2023年），美國電化學(xué)會(huì)電池分會(huì)技術(shù)獎(jiǎng)（2020年），中國電化學(xué)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)（2017年），國際電池材料協(xié)會(huì)（IBA）技術(shù)成就獎(jiǎng)（2014年），國家杰出青年科學(xué)基金（1999年），國家百千萬人才工程（2004），獲國務(wù)院政府特殊津貼（2004）。已授權(quán)或申請中的發(fā)明專利50余項(xiàng)，已培養(yǎng)博士后、博士及碩士研究生120余人。

興趣、使命感與成就感

楊勇教授表示：“我做科研，內(nèi)心堅(jiān)持與前進(jìn)的動(dòng)力，主要還是興趣、好奇心和使命感。首先對理解或者探討自然界的發(fā)展和演變規(guī)律，或者多視角多尺度認(rèn)識(shí)和理解電池內(nèi)部的奧秘，找到提高與優(yōu)化電池性能的新方法和新技術(shù)，我覺得是很有意思的事情。做電池研究有一個(gè)好處，就是它既有探索的興趣，也有應(yīng)用的成就。通過研究，從微觀世界和宏觀尺度，能夠調(diào)控電池的性能。”

關(guān)于興趣，楊勇教授表示，如果一個(gè)人僅僅憑一時(shí)的興趣，還是很難堅(jiān)持的。真正喜歡做科研的人，一定要問自己是不是真的對科研有熱愛，甚至做到專注和獻(xiàn)身。

關(guān)于使命感，楊勇教授課題組的研究工作一直得到國家科技部、基金委等多個(gè)國家科研項(xiàng)目的支持和大量企業(yè)的合作項(xiàng)目。楊勇教授表示：“在我接受這些課題以后，我覺得我既然承擔(dān)了這個(gè)任務(wù)，就要把這些科研項(xiàng)目認(rèn)真做好，并且力爭做有特色、有創(chuàng)新，同時(shí)能夠?yàn)殇囯x子電池的應(yīng)用和發(fā)展做貢獻(xiàn)的研究。”

關(guān)于成就感，楊勇教授表示：“一方面是我做的科研有價(jià)值有創(chuàng)新，另外就是我培養(yǎng)了一批在國內(nèi)外，一起在鋰電行業(yè)或者新能源行業(yè)工作的優(yōu)秀的學(xué)生。看到他們的成才和成就，作為導(dǎo)師，我還是非常高興和欣慰的，這也是我的成就感之一。”

鋰離子電池快速發(fā)展的“見證者”

在楊勇讀大學(xué)期間，諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、鋰電池之父John Goodenough發(fā)現(xiàn)了鈷酸鋰和錳酸鋰正極材料，光電化學(xué)成為了熱門行業(yè)，之后碩士階段，楊勇跟隨導(dǎo)師做起了導(dǎo)電聚合物聚吡咯的光電化學(xué)研究。楊勇在英國留學(xué)期間（1990-1992年），1990年日本索尼公司發(fā)布了商業(yè)化的鋰離子電池，并且國際上對鋰離子電池的發(fā)展也非常關(guān)注，包括Peter Bruce的課題組等團(tuán)隊(duì)都在招收鋰離子電池方面的博士和博士后。

留學(xué)回來后，楊勇教授課題組開始做鋰離子電池電極材料的研究。從錳酸鋰到磷酸鐵鋰等材料，楊勇教授課題組運(yùn)用多種電化學(xué)方法對多種具有重要應(yīng)用價(jià)值的電極材料的電化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行創(chuàng)新研究，對鋰離子電池電極材料的合成、結(jié)構(gòu)、表面修飾及其電化學(xué)性能進(jìn)行深入研究，并且研制出電化學(xué)性能達(dá)到國際領(lǐng)先水平的硅酸鹽正極材料等成果。

目前，鋰離子電池在消費(fèi)電子產(chǎn)品市場與上世紀(jì)90年代相比，不僅性能有很大的提升，而且原來一個(gè)價(jià)格八百多塊錢的小電池，到現(xiàn)在出產(chǎn)價(jià)格僅為幾塊錢或十幾塊錢的一塊手機(jī)電池，鋰離子電池性價(jià)比快速提升。近年來，逐步發(fā)展的動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池更是讓鋰離子電池有更大的施展空間。

相關(guān)研究成果

1.單晶富鋰錳基正極-硫化物全固態(tài)鋰電池

楊勇教授課題組制備了單晶富鋰錳基層狀氧化物（SC-LRMO，Li_1.2Ni_0.13Mn_0.54Co_0.13O₂）作為硫化物基全固態(tài)鋰電池的正極材料。該成果以《High Energy Sulfide-Based All-Solid-State Lithium Batteries Enabled by Single-Crystal Li-Rich Cathodes》為題發(fā)表在《ACS Energy Letter》上。

2.軟包電池石墨表面三階段析鋰過程解析

楊勇教授課題組采用厚度測試結(jié)合動(dòng)態(tài)電化學(xué)阻抗譜原位剖析了石墨/磷酸鐵鋰軟包電池析鋰不同階段的演化過程，為苛刻工況下石墨析鋰行為的深入理解和電池安全控制提供了全新的見解。該成果以《Unveiling the Three Stages of Li Plating and Dynamic Evolution Processes in Pouch C/LiFePO₄ Batteries》為題發(fā)表在《Advanced Energy Materials》上。

3.硫化物全固態(tài)鋰硫電池中硫正極非對稱氧化還原路徑機(jī)理研究

楊勇教授課題組針對目前硫化物全固態(tài)鋰硫電池中尚不明確的硫正極氧化還原機(jī)理進(jìn)行深入研究，為推進(jìn)硫化物全固態(tài)鋰硫電池的實(shí)際應(yīng)用起到關(guān)鍵作用。該成果以《Asymmetric Sulfur Redox Paths in Sulfide-Based All-Solid-State Lithium-Sulfur Batteries》為題發(fā)表在《Chemistry of Materials》上。

4.高性能全固態(tài)鋰離子電池的硫陰極納米級界面工程

廈門大學(xué)楊勇課題組將原子層沉積衍生的鋰磷氧化物被涂覆在碳/硫顆粒表面，以增強(qiáng)硫陰極的界面穩(wěn)定性，改善全固態(tài)鋰硫電池的電化學(xué)性能。該成果以《Nano-Scale Interface Engineering of Sulfur Cathode to Enable High-Performance All-Solid-State Li–S Batteries》為題發(fā)表在《Adv. Funct. Mater.》上。

5.原位壓力測試解密固態(tài)鋰金屬電池“微短路”

楊勇教授課題組通過原位壓力測試解碼了固態(tài)鋰金屬電池的“微短路”問題，為固態(tài)電池的安全性和穩(wěn)定性提供了新的研究視角和解決方案。該成果以《Decoding Internal Stress-Induced Micro-Short Circuit Events in Sulfide-Based All-Solid-State Li-Metal Batteries via Operando Pressure Measurements》為題發(fā)表在《Advanced Energy Materials》上。

參考來源：

學(xué)術(shù)界大咖：廈門大學(xué)楊勇.鈉仕源咨詢

楊勇教授：“做科研，需要興趣、熱愛、專注與堅(jiān)持”.新威NEWARE

我院楊勇教授入選美國電化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士.廈大化院人

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