上海自然科學(xué)獎(jiǎng)推薦書

1、上海市自然科學(xué)獎(jiǎng)推薦書項(xiàng)目 名稱中文碳復(fù)合咼效協(xié)同鋰電池負(fù)極材料英文High-Performa nee Syn ergistic Carbon aceous Composites as Anode Materials for Lithium-Ion Batteries主要完成人員王勇，孫煒偉，陳雙強(qiáng)主要完成單位上海大學(xué)-6 -項(xiàng)目簡(jiǎn)介項(xiàng)目所屬科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域、主要科學(xué)研究?jī)?nèi)容、特點(diǎn)及引用、應(yīng)用情況：（限1200字）作為最有前景的儲(chǔ)能設(shè)備，高能量密度、高功率以及長(zhǎng)壽命的下一代鋰離子電池的發(fā) 展將進(jìn)一步打開鋰電池應(yīng)用的更廣闊空間，從而滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)高效綠色能源儲(chǔ)存的需 求，對(duì)低碳可持續(xù)發(fā)展相關(guān)的能源和

2、環(huán)境領(lǐng)域都有重要科學(xué)意義。本項(xiàng)目緊密圍繞解決高容量鋰離子電池負(fù)極材料循環(huán)過程中容量衰減這個(gè)關(guān)鍵科學(xué) 問題展開。研究對(duì)象主要聚焦在碳納米管完全包覆的高容量鋰電池負(fù)極材料（錫基材料為 主，硅基和過渡金屬基材料為輔），以及石墨烯納米片負(fù)載片狀高容量鋰離子電池負(fù)極材 料（過渡金屬氧化物為主，金屬硫化物為輔）形成的三明治”片片負(fù)載復(fù)合電極材料。總體研究思路是，在探索鋰離子的插入、析出、擴(kuò)散和儲(chǔ)存的動(dòng)力學(xué)過程和機(jī)理的基礎(chǔ)上， 通過碳納米管完全包覆對(duì)填充高容量負(fù)極材料的限域作用和內(nèi)部剩余體積空間自然緩解 儲(chǔ)鋰體積膨脹的優(yōu)勢(shì)以及石墨烯片片負(fù)載結(jié)構(gòu)的兩種組分的最優(yōu)結(jié)構(gòu)相親性，發(fā)揮兩種組分最大協(xié)同作用，搭建高效輸

3、運(yùn)鋰離子和傳導(dǎo)電子的電極界面，從而較為成功地解決鋰離 子電池高容量負(fù)極材料在循環(huán)過程中由于鋰的脫嵌所導(dǎo)致的體積變化引起的非本征衰退 的關(guān)鍵科學(xué)問題。按照解決該問題學(xué)術(shù)思路的發(fā)展過程，本項(xiàng)目通過兩部分內(nèi)容來闡述有效解決鋰離子 電池負(fù)極材料上述問題的方法：（1）通過將高容量負(fù)極材料引入到碳納米管的管腔內(nèi)部， 獲得碳納米管完全包覆的復(fù)合材料體系，通過碳管的限域作用和碳管內(nèi)部的空心體積空間來自然緩解電極材料儲(chǔ)存大量鋰離子時(shí)伴隨的大體積膨脹，從而防止電極結(jié)構(gòu)的粉化，提 高其在反復(fù)充放電過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并提出了相關(guān)鋰離子插入、析出和儲(chǔ)存的機(jī)理。（ACS Na no，2011，他引 144 次，曾入選

4、ESI 高被引論文;Chemistry of Materials，2009, 他引 126次，曾入選 ESI高被引論文；Advaneed Functional Materials, 2013,他引 46次；Journal of Materials Chemistry，2011，他引87次）；（2）利用改良石墨烯納米片材料，通過表面基 團(tuán)的功能化，在其表面引入與石墨烯納米片結(jié)構(gòu)具有最大親和協(xié)同作用的納米片形貌的金 屬基電極材料，形成片片相隔復(fù)合電極材料，這一石墨烯復(fù)合材料的面面”結(jié)合，相對(duì)常見的石墨烯負(fù)載納米粒子的 點(diǎn)面”結(jié)合，能夠發(fā)揮更好的協(xié)同功效，即可防止石墨烯薄片 的團(tuán)聚，保持其少層結(jié)構(gòu)帶

5、來的高電導(dǎo)、大比表面等優(yōu)點(diǎn)，又可高效提高負(fù)載高容量金屬 基電極材料耐受大體積膨脹的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。（Journal of Materials Chemistry，2010，他引 174 次;Nan oscale 2011，他引 215次; Na noscale 2014,他引 74 次；以上 3篇均入選 ESI 高被引論文。Journal of Materials Chemistry, 2011，他引 69次。）知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況國(guó)別申請(qǐng)?zhí)枌：蘒號(hào)項(xiàng)目名稱中國(guó)CN200910048318.6ZL200910048318.6一種制備錫-碳/核-冗納米粒子兀全填充碳 納米管復(fù)合負(fù)極材料的原位合成方法中國(guó)CN

6、201110276841.1ZL201110276841.1單模微波制備氧化鉆納米片和石墨烯復(fù)合鋰 電池負(fù)極材料的方法發(fā)表論文專著目錄代表性論文（不超過 8篇）序 號(hào)論文專著名稱/刊名/作者影響因子年卷頁碼（XX年XX 卷 XX頁）發(fā)表 時(shí)間 年 月 日通訊 作者第一 作者SCI他引 次數(shù)他引 總次 數(shù)是 否 國(guó) 內(nèi) 宀兀 成1SnCNT Nanostructures Rooted in Graphene with High and Fast Li-StorageCapacities/ACSNano/ Yuqin Zou, Yong Wang*13.9422011 年 5卷8108-8114

7、頁2011 年 9月22日王勇鄒雨芹144144是2SnCNT and SnCCNT nanostructures for superior reversible lithium ion storage/ Chemistry of Materials/Yong Wang,* Minghong Wu, Zheng Jiao, Jim Yang Lee*9.4662009年21卷3210-3215 頁2009 年 7 月28日王勇JimYangLee王勇126126是3Microwave-assisted synthesis of a Co3°4-graphene sheet-on-sh

8、eet nanocomposite as a superior anode material for Li-ion batteries/Journal of Materials Chemistry/ Shuangqiang Chen, Yong Wang*6.6262010年20卷9735-9739 頁2010 年 7 月21日王勇陳雙強(qiáng)174174是4NiO nanosheets grown on graphene nanosheets as superior anode materials for Li-ion batteries/ Nanoscale/ Yuqin Zou, Yong W

9、ang*7.3672011 年 3卷2615-2620 頁2011 年 3月23日王勇鄒雨芹215215是5Confined Volume Change in Sn-Co-C Ternary Tube-in-Tube Composites for High-Capacity and Long-Life Lithium Storage/ Advanced Functional Materials/ Yan Gu, Fengdan Wu, Yong Wan g*12.1242013年23卷893-899 頁2012 年 9 月24日王勇顧燕4646是6Self-assembledechinus-l

10、ikenanostructures of mesoporous CoOnanorodCNTforlithium-ion batteries/ Journal of MaterialsChemistry/FengdanWu, Yong Wang*6.6262011年21卷6636-6641 頁2011 年 3月1日王勇吳馮丹8787是7Sheet-like and fusiform CuO nanostructuresgrownongraphene by rapid microwave heating for high Li-ion storage capacities/ Journal of

11、Materials Chemistry/ Liqiang Lu, Yong Wan g*6.6262011年21卷17916-17921 頁2011 年 9月1日王勇路力強(qiáng)6969是8Graphene-based nanocomposite anodesforlithium-ionbatteries/Nanoscale/Weiwei Sun, Yong Wang*7.3672014年 6卷11528-11552 頁2014 年 8月1日王勇孫煒偉7474是主要完成單位情況表單位名稱上海大學(xué)排名1聯(lián)系人牛剛聯(lián)系電位性質(zhì)大專院校傳真無通信地址上海市寶山區(qū)一上大路 99號(hào)

12、郵政編碼200444電子郵件gniu .c n主要貢獻(xiàn)：本單位為相關(guān)獎(jiǎng)項(xiàng)申報(bào)團(tuán)隊(duì)提供科研平臺(tái)、配套設(shè)施及服務(wù)，相關(guān)的勞務(wù) 報(bào)酬等。主要完成人情況姓名王勇排名1 性別男民 族漢族工作單位上海大學(xué)聯(lián)系電訊地址上海市寶山區(qū)上大路 99號(hào)郵政編碼200444創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：王勇教授為上海大學(xué)本能源電池材料研究小組的方向帶頭人，在碳復(fù)合咼效協(xié)同鋰電 池負(fù)極材料的科研構(gòu)思、設(shè)計(jì)制備、性能表征等方面具有重要的貢獻(xiàn)。支撐材料：（必填項(xiàng)）在8篇代表性論文中均為通訊作者。本人簽名：年 月日主要完成人情況姓名孫煒偉排名2性別女民 族漢族工作單位上海大學(xué)聯(lián)系電訊地址上海市寶山區(qū)上大路 99號(hào)郵政編碼200444創(chuàng)造性貢獻(xiàn)：作為主要參與人，重點(diǎn)系統(tǒng)研究金屬基材料與石墨烯負(fù)載層層相疊復(fù)合體系的相互作