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斯坦福大学材料工程系曹春田博士学术报告通知

发布时间:2018-05-15浏览次数:10来源:化工与化学学院

应化工与化学学院王家钧教授邀请,受我校青年科学家工作室资助,斯坦福大学同步辐射光源、材料工程系曹春田博士将于20185 18日进行学术讲座,欢迎全校感兴趣师生参加。

讲座安排:

题目:原位同步辐射技术与锂电池研究

时间:2018518(周五)14:00-16:00

地点:明德楼C1004

报告摘要:

(Si)作为锂离子电池的一种新型负极材料,它的充放电容量(3579 mAh/g)几乎是常用石墨电极容量(372 mAh/g)的十倍。为了更好地理解硅电极的锂化机理及硅电极表面的固体电解质界面膜(Solid electrolyte interphase, SEI)的性质,我们设计组装了能够用于同步辐射硬X射线反射(X-ray reflectivity, XRR)原位测试的电化学电池模型,并测试了100-Si单晶硅片的第一个锂化反应过程。硅电极锂化时,在表面会生成硅化锂(LixSi)SEI膜,通过测量XRR数据并进行拟合能够得到在纳米级分辨率下LixSiSEI膜的厚度、电子密度和粗糙度。通过分析LixSiSEI膜在锂化过程中的演化,我们得出在恒流(25μA/cm2)的实验条件下,晶体硅的锂化是受到反应速率限制的逐层反应过程。

XRR是一种对表面和界面敏感的技术,并在薄膜材料的研究中有重要应用。由于硬X射线可以穿透3毫米以上的电解液,所以硬X射线反射技术可以实现对电极的原位非破坏性测量。本报告的第一部分简单介绍一些同步辐射相关的技术及其在能源材料研究上的应用;第二部分介绍XRR的原理;第三部分介绍我们的工作:用XRR技术原位测量锂电池硅电极的反应机理及电极表面的固体电解质SEI膜的性质。这项工作提出了硅电极锂化机理的详细模型,实现了对SEI膜的非破坏性原位测量;提出并验证了用XRR技术进行电池电极材料原位研究的可行性。

曹春田博士简介

曹春田,2012年本科毕业于中国科技大学应用物理专业(少年班),随后赴美留学,于20183月获美国斯坦福大学材料科学与工程博士学位,师从斯坦福大学著名同步辐射X射线专家Michael Toney教授。曹春田博士一直从事于发展各种原位同步辐射X射线方法,应用于电池和能源材料的研究。通过自主设计开发,独立发展了原位同步辐射X射线反射技术,研究锂电池阳极材料的结构、化学和表界面行为机制,其相关工作陆续发表在包括Nano Letter, Advanced Materials 系列等高水平杂志上。