
访谈内容:
1. Battery Energy:请您介绍下课题组目前的工作和研究方向
我的研究方向主要围绕高性能电极材料设计、电解液体系开发、集流体界面修饰以及电化学反应机理解析方面。当前我们重点关注能量密度、安全性与循环寿命的协同提升,这涉及电极/电解质界面适配、反应动力学调控及离子传输优化等核心问题。围绕上述方向,我们系统推进从材料设计、界面调控到器件集成与性能验证的研究。
2. Battery Energy:您觉得能源材料领域未来5年最值得关注的技术方向是什么?
对于未来技术方向的判断本身也充满不确定性,我个人在思考中也难免有所困惑。不过,基于当前的发展态势与自身理解,我认为未来几年能源材料领域中有两个方向尤为值得重点关注:
1.固态电池与界面工程
固态电池被认为是实现高安全、高能量密度储能体系的重要路径,其关键在于突破固态电解质离子电导率不足以及固-固界面不稳定等核心瓶颈。未来需要通过界面结构设计与化学调控,构建低阻抗、稳定的离子传输界面,并有效抑制金属负极枝晶生长,从而推动其实际应用。
2.新型储能体系(钠、锌及多价离子电池)
在资源与成本约束日益突出的背景下,钠离子电池、水系锌电池及多价离子电池展现出良好的应用前景。后续研究需聚焦于能量密度与循环稳定性的协同提升,重点解决电极结构演化、电解液适配性及界面副反应等问题,加速其从基础研究走向工程应用。
3. Battery Energy:您主要在锂/钠离子电池及其关键材料领域开展研究,请简单介绍一下其中最具突破性的研究成果,以及在这项研究中的乐趣或遇到的一些问题?
我们团队针对羧酸酯电解液在高电压钠金属电池中易氧化分解的核心瓶颈,提出“双功能协同界面工程”策略,创新性地引入乙烯碳酸酯(VC)作为非溶剂化多功能添加剂,利用其较高的HOMO能级,使其在高电压下优先于基底电解液发生可控氧化分解,并与PF6-阴离子协同,构筑了具有梯度结构的CEI。该CEI外层为富含氟的柔性有机层,内层为富含NaF/Na3PO4的高强度无机层,能有效抑制过渡金属溶解、相变及电解液持续分解。相关工作以“Temperature‐Robust Interphase Enables Carboxylate‐Ester Electrolyte for Stabilizing High‐Voltage Sodium Batteries”为题目发表在《Advanced Functional Materials》。这项研究的过程充满了探索的乐趣与挑战。最初,我们在高电压测试中反复观察到容量快速衰减,起初归因于材料本身的不稳定性。然而,通过系统的界面分析,我们逐渐意识到问题的根源在于电解液与电极界面的匹配性,这一发现让我深刻体会到,科研中的“异常”往往不是失败的信号,而是通往新机制的入口。当第一次通过调控添加剂构筑出梯度CEI结构、并在电镜中清晰看到其分层形貌时,那种从现象到机制的验证过程带来的满足感,正是科研最吸引人的地方。
4. 您在2025年发表的研究中探讨了无负极钠金属电池的电解质与界面优化,这是目前提升电池能量密度和安全性的重要方向。您认为未来在实现无负极钠电池的商业化进程中,最大的挑战是来自电极/电解液界面的不可逆反应,还是枝晶生长的抑制?这两类策略是否有望协同作用?
在无负极钠金属电池的商业化进程中,电极/电解液界面的不可逆反应与枝晶生长并非孤立存在,而是相互交织、彼此加剧的共同挑战。从我的研究经验来看,界面不可逆反应往往是枝晶生长的诱因:当副反应消耗活性钠并导致SEI膜结构不均匀时,局部电流密度差异会诱导钠的不均匀沉积,进而引发枝晶生长。因此,未来实现无负极钠电池的关键,不在于区分二者孰轻孰重,而在于通过协同策略实现“界面调控”与“沉积行为优化”的一体化设计。
基于这一认识,我认为实现商业化需多管齐下:电解液工程(如局域高浓体系、功能性添加剂)与集流体界面修饰(如亲钠位点引入、三维结构构筑)协同发展,同时结合先进表征手段深入理解SEI的动态演化。只有在机制层面厘清界面反应、离子传输与金属沉积的作用关系,才能真正突破无负极构型的实用瓶颈。
5. Battery Energy:很多硕士/博士研究生在科研之路上都曾会感到迷茫,您对青年学者撰写学术论文和投稿有何建议?
坦白说,科研的道路上,迷茫几乎是常态。直到现在,我也不能说自己完全走出了这种阶段。谈不上什么成熟的建议,只能把这些年跌跌撞撞积累下来的一些体会分享出来。
写论文时,我最大的感受是:先想清楚,比写得漂亮更重要。早期我也走过弯路,做了大量实验数据,上来就急着写,结果越写越乱。后来慢慢明白,动笔之前先问自己几个问题——这项工作到底解决了什么问题?和已有研究相比,它的亮点在哪里?最核心的结论是什么?理顺了这些思路,文章的结构自然也就清晰了。写作时,准确比华丽更重要,把事情讲明白,比堆砌辞藻管用得多。
投稿方面,保持平常心最重要。不必被期刊影响因子束缚,关键看工作的深度和受众群。被拒稿是常事,刚开始难免失落,但慢慢就会明白,审稿人的意见,即便是批评,只要有道理,都是在帮自己完善工作。回复审稿时逐条认真回应,态度诚恳,即使观点不同,也要保持专业,这本身就是磨练思考的过程。
科研不容易,但正因为有迷茫、有困惑,偶尔的发现和一点点进步才显得格外珍贵。希望我们都能在这条路上,找到属于自己的节奏。