清華大學材料科學與工程研究院《材料科學論壇》學術報告

報告時間：2024年8月2日上午10:00

報告人：梁芃博士後研究員（香港大學）

報告地點：清華大學逸夫技術科學樓A205學術報告廳

邀請人：汪長安老師

報告題目：新型高能量密度超低溫（-80度）堿金屬/氯氣二次電池

報告摘要：

次锂-亞硫酰氯（Li-SOCl₂）電池以其高能量密度和長貯存壽命而聞名，其可在單次放電中提供約2700  mAh/g的高比容量和高達710 Wh/kg的高能量密度，其年自放電電流小于1%，儲存壽命達15年以上，工作範圍-55至120度，廣泛應用于專業電子、軍事、公用事業計量和GPS跟蹤等應用。但是，不可充電的問題限制了其進一步的發展。2021年，通過多孔碳正極和SOCl2/氟基電解液的設計，我們首次将Li-SOCl₂原電池轉化為可充電Na/Cl2電池。該電池在3.5 V的放電電壓和高達1200 mAh/g的可逆容量。其中NaCl和Cl2之間的氧化還原為主要電化學反應，有助于實現電池的主要可逆容量。基于此理論，我們進一步開發了使用石墨正極的高性能室溫二次Li/Cl₂（锂/氯氣）電池，以及一種使用了商業科琴黑碳材料的超低溫二次Li/Cl₂電池。其在−80℃到室溫之間，可提供高達29100 mAh/g的首次放電容量，以及高達5000 mAh/g的可逆容量、3.6 V放電平台和大于130圈的穩定循環壽命。此外，該新型二次電池已經完成14505圓柱電池生産線初試，有望基于成熟的一次锂-亞硫酰氯工業體系進行快速的産業化發展，并應用于太空/平流層、國防、極地/深海探測等領域。

報告人簡介：

梁芃，斯坦福大學（2021-2023）和香港大學（2023至今）博士後研究員，合作導師為戴宏傑教授。beat365（2016）與斯坦福大學化學系（2019）聯合培養博士，導師為汪長安教授和戴宏傑教授。主要研究方向為新型高能量密度Na/Cl2和Li/Cl2二次電池的（原位）機理研究和超低溫Li/Cl2二次電池的産業化應用；不可燃離子液體在锂/鈉/鉀金屬二次電池中的研究和應用；锂離子電池锂、矽負極的電極界面優化設計和應力研究。以第一和合作作者在Nature，Nature Catalysis，Advanced Materials，Proceedings of the National Academy of Sciences，Journal of the American Chemical Society等期刊發表論文。獲中國國家發明專利四項，美國（國際）發明專利一項。