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? ?本期訪談嘉賓為清華大學(xué)深圳研究生院李寶華教授
李寶華，清華大學(xué)深圳研究生院教授，博士生導(dǎo)師，能源與環(huán)境學(xué)部主任?，F(xiàn)任國(guó)家工信部工業(yè)節(jié)能與綠色評(píng)價(jià)中心主任，炭功能材料國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室副主任，973項(xiàng)目專(zhuān)家組成員，廣東省電動(dòng)汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委副主任，廣東省先進(jìn)電池與材料工程技術(shù)研究中心主任，材料與器件檢測(cè)中心（CNAS認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室，CSA授權(quán)）主任，中國(guó)材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)電池及其相關(guān)材料領(lǐng)域委員會(huì)（CSTM/FC59）主任委員，Wiley旗下Energy & Environmental Materials?期刊副主編。 在高效能量存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)換器件及新能源汽車(chē)領(lǐng)域有近20年研究工作經(jīng)驗(yàn)，主持包括國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃（973）項(xiàng)目子課題、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目子課題、省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、地市級(jí)專(zhuān)項(xiàng)以及企業(yè)合作等30余項(xiàng)科研項(xiàng)目。2010年“汽車(chē)用動(dòng)力型鋰離子電池系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化”獲廣東省科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)，2014年“石墨烯基碳納米材料宏量制備、界面組裝和應(yīng)用”獲天津市自然科學(xué)一等獎(jiǎng)，2015年入選廣東省“特支計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，2016年獲“清華大學(xué)年度教學(xué)優(yōu)秀獎(jiǎng)”，2017年“高性能鋰離子電池用石墨和石墨烯材料”獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)（第三完成人）。 迄今已發(fā)表論文240余篇，其中16篇ESI高被引用論文（TOP 1%），SCI引用8000余次，H因子52。申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利136項(xiàng)，已授權(quán)73項(xiàng)、PCT 專(zhuān)利12項(xiàng)、獲得授權(quán)美國(guó)專(zhuān)利1 項(xiàng)、日本專(zhuān)利1 項(xiàng)。實(shí)現(xiàn)了30項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)成果轉(zhuǎn)移及應(yīng)用，包括鋅離子電池技術(shù)轉(zhuǎn)讓和產(chǎn)業(yè)化，汽車(chē)用動(dòng)力型鋰離子電池的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，納米結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰材料的技術(shù)轉(zhuǎn)讓和產(chǎn)業(yè)化，高性能鋰離子電池用石墨和石墨烯材料的應(yīng)用等。
能否請(qǐng)您先簡(jiǎn)單介紹一下您課題組的科研工作？ 李寶華:?我們課題組研究工作聚焦于碳基電化學(xué)儲(chǔ)能材料與器件的開(kāi)發(fā)，主要包括先進(jìn)碳基/非碳電極材料，固態(tài)/準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)的設(shè)計(jì)以及系列碳基電化學(xué)儲(chǔ)能器件的組裝、儲(chǔ)能機(jī)理和原位表征方法的研究。經(jīng)過(guò)近二十年在電化學(xué)儲(chǔ)能材料與器件領(lǐng)域的研究，解決了電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)中的一系列核心瓶頸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了高密度能量?jī)?chǔ)存結(jié)構(gòu)、高效率能量輸運(yùn)網(wǎng)絡(luò)、高穩(wěn)定性組分和高效界面在電化學(xué)儲(chǔ)能材料中的統(tǒng)一，推動(dòng)了高性能鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化。與ATL、CATL、BYD、BTR、欣旺達(dá)、翔豐華等新能源領(lǐng)域的龍頭企業(yè)建立了“產(chǎn)學(xué)研”合作關(guān)系，迄今實(shí)現(xiàn)了30項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，以及科技成果從理論研究到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的跨越。
對(duì)于您研究的儲(chǔ)能器件，您能介紹一下目前您課題組的前沿進(jìn)展嗎？您對(duì)于該方向有何展望？
李寶華:?目前我們課題組在儲(chǔ)能器件方面的最新研究主要包括以下方面： （1）室溫鈉硫電池領(lǐng)域：室溫鈉硫電池存在鈉多硫化物穿梭效應(yīng)、鈉枝晶生長(zhǎng)及多硫化物轉(zhuǎn)化的動(dòng)力學(xué)差等瓶頸問(wèn)題，我們開(kāi)發(fā)了具有高離子電導(dǎo)率和高電化學(xué)穩(wěn)定性的室溫鈉硫電池用復(fù)合電解液(Nat.Commun., 2018, 9:3870)以及具有高電導(dǎo)率和星狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠電解質(zhì)(Angew.Chem.Int.Edit., 2018,57: 10168),顯著提升了室溫鈉硫電池的容量和循環(huán)穩(wěn)定性。 （2）鋰硫電池領(lǐng)域：鋰硫電池的實(shí)際應(yīng)用受到了多硫化物的穿梭效應(yīng)和自放電等瓶頸問(wèn)題的嚴(yán)重制約。針對(duì)以上問(wèn)題,我們提出了利用異質(zhì)結(jié)催化轉(zhuǎn)化多硫化鋰的設(shè)計(jì)思想,發(fā)展了 TiO2-TiN 多硫化物捕獲-擴(kuò)散-轉(zhuǎn)化復(fù)合隔離層材料,結(jié)合理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)多硫化物被TiO2捕獲后通過(guò)光滑的TiO2/TiN 界面快速擴(kuò)散到TiN并被催化轉(zhuǎn)化成不溶產(chǎn)物L(fēng)i2S,從而達(dá)成了協(xié)同抑制多硫化物穿梭效應(yīng)的顯著效果(Energy Environ. Sci., 2017, 10:1694；Nano Energy, 2017, 39: 291)。 （3）鋰金屬電池領(lǐng)域：針對(duì)鋰金屬電池負(fù)極枝晶生長(zhǎng)以及副反應(yīng)嚴(yán)重的問(wèn)題,我們?cè)趪?guó)際上率先提出具有致密三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)的凝膠共聚物電解質(zhì),能夠從分子尺度有效抑制鋰枝晶生長(zhǎng)，顯著提升鋰/磷酸鐵鋰電池的循環(huán)、倍率及安全性能(Adv.Mater., 2017, 29: 1604460)。針對(duì)新型鋰碘電池的低循環(huán)穩(wěn)定性,我們將硝酸鈉分散于凝膠聚合物電解質(zhì)中,抑制了碘中間產(chǎn)物的溶解擴(kuò)散并穩(wěn)定了鋰金屬負(fù)極(ACS Cent. Sci., 2019)。 （4）鋰離子電池和超級(jí)電容器領(lǐng)域：發(fā)展了蒽醌-2-磺酸鈉(AQS)/rGO復(fù)合超電新材料,首次發(fā)現(xiàn)AQS與石墨烯之間形成的空間電荷層可以極大促進(jìn)二者之間的電子轉(zhuǎn)移和AQS比容量的發(fā)揮 (Adv.Energy Mater., 2018, 8:1802088)；開(kāi)發(fā)了一種致密型ZnCo2O4 (ZCO)微納米球基體/Co-B納米薄片（ZCO/Co-B）復(fù)合材料。作為鋰電負(fù)極材料,ZCO/Co-B表現(xiàn)出高質(zhì)量/體積/面積比容量以及優(yōu)異的循環(huán)和倍率性能(Adv.Energy Mater., 2019, 1803612)。
您近期在Advanced Materials?發(fā)表一篇關(guān)于“鋰電池原位表征的五個(gè)關(guān)鍵技術(shù)”的研究綜述，您認(rèn)為這些表征技術(shù)存在什么局限性？對(duì)此，您認(rèn)為應(yīng)該如何更恰當(dāng)運(yùn)用這些技術(shù)？
李寶華:?對(duì)于這五項(xiàng)常用的原位表征技術(shù)，每項(xiàng)技術(shù)存在自身的局限性，這些局限性主要來(lái)自原位裝置與表征技術(shù)和電池實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)之間的契合。如X射線可以提供高時(shí)間精度的結(jié)構(gòu)表征信息，但是軟X射線的原位裝置設(shè)計(jì)受到高真空環(huán)境的限制；對(duì)于中子而言，主要是測(cè)試時(shí)需要的樣品量較大，電解液中氫含量會(huì)弱化測(cè)試信號(hào)，導(dǎo)電炭黑和粘結(jié)劑使得衍射峰寬化等問(wèn)題；電子技術(shù)，如TEM可以提供較高的空間分辨率和時(shí)間分辨率，但是所用的原位裝置與實(shí)際電池相差較大，且存在電子束的輻照損傷等問(wèn)題；對(duì)于原位拉曼，分析的物質(zhì)局限于有拉曼活性的物質(zhì)；對(duì)于AFM，是一個(gè)表面分析裝置，故其應(yīng)用也被局限在表面性質(zhì)的表征。
針對(duì)這些局限性，發(fā)展一些無(wú)損的并且是在電池組裝和運(yùn)行階段進(jìn)行實(shí)時(shí)在線觀測(cè)的原位表征技術(shù)尤為重要。另外，將各種原位技術(shù)結(jié)合提供不同尺度的多元化信息，也是原位表征的一個(gè)重要的方向。
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201806620
您的團(tuán)隊(duì)在專(zhuān)利布局和產(chǎn)業(yè)化方面有哪些進(jìn)展？ 李寶華:?我們團(tuán)隊(duì)主要圍繞電化學(xué)儲(chǔ)能材料與器件領(lǐng)域做專(zhuān)利布局，形成了從材料制備、器件組裝、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用到再回收利用的封閉產(chǎn)業(yè)鏈和創(chuàng)新鏈，共申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利136項(xiàng)，已授權(quán)73項(xiàng)、PCT 專(zhuān)利12項(xiàng)、獲得授權(quán)美國(guó)專(zhuān)利1 項(xiàng)、日本專(zhuān)利1 項(xiàng)，初步建立了相關(guān)核心技術(shù)的專(zhuān)利池，并順利實(shí)現(xiàn)了30項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)成果轉(zhuǎn)移及應(yīng)用，包括鋅離子電池技術(shù)轉(zhuǎn)讓和產(chǎn)業(yè)化，汽車(chē)用動(dòng)力型鋰離子電池的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，納米結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰材料的技術(shù)轉(zhuǎn)讓和產(chǎn)業(yè)化，高性能鋰離子電池用石墨和石墨烯材料的應(yīng)用等。
您認(rèn)為一個(gè)好的研究成果的誕生取決于哪些因素？這其中，您最看重哪一條？
李寶華:?我認(rèn)為一個(gè)好的研究成果的誕生取決于多個(gè)因素，其中，原創(chuàng)性的科研思路和想法是核心和重中之重，做科研一定要在原創(chuàng)性上下功夫，別人的東西再好也不能去模仿；其次良好的科研條件和平臺(tái)是科研思路和想法順利實(shí)施的基石；此外，我經(jīng)常教育學(xué)生科研沒(méi)有捷徑，只有堅(jiān)持不懈的努力才是科研成功的保障。
您從事科研工作最大的動(dòng)力來(lái)源是什么，如何保持“7117”的工作節(jié)奏？您的座右銘是什么？您在選擇研究生時(shí)更看重哪方面的素質(zhì)？
李寶華:?作為一名大學(xué)老師，最大的動(dòng)力源是培養(yǎng)符合社會(huì)需求的優(yōu)秀人才，尤其希望培養(yǎng)更多比自己更優(yōu)秀的人才，因此教書(shū)育人是工作的核心，并通過(guò)高水平科學(xué)研究來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀人才的培養(yǎng)。之所以會(huì)有“7117”的工作情況，主要還是步入社會(huì)工作之初，尤其感覺(jué)自己作為一名教育工作者，肩負(fù)著為祖國(guó)培養(yǎng)高素質(zhì)人才的重任，而自己的知識(shí)能力和創(chuàng)新能力有待大幅度的快速提升，有一種時(shí)不待我的感覺(jué)。即使現(xiàn)今，社會(huì)發(fā)展太快仍然需要持續(xù)提升自己的能力，“7117”也就慢慢變成了一種快樂(lè)的工作習(xí)慣。沒(méi)有啥座右銘，有時(shí)候感覺(jué)工作上要像儒家一樣嚴(yán)格要求，事業(yè)上像道家一樣順其自然，日常生活中像佛家一樣知足常樂(lè)。
在研究生選擇方面，更注重同學(xué)們要有一種踏實(shí)的工作態(tài)度，我經(jīng)常開(kāi)玩笑說(shuō)要“當(dāng)一天和尚撞一天鐘”，主要還是希望同學(xué)們能夠腳踏實(shí)地和專(zhuān)注，別好高騖遠(yuǎn)，因?yàn)榭蒲械牡缆飞蠜](méi)有捷徑，只有踏實(shí)認(rèn)真的工作才是通向成功的唯一道路。否則就是“夜里千條路，天亮賣(mài)豆腐”。
您對(duì)年輕的科研工作者有什么建議？
李寶華:?我希望青年科技工作者，做科研既要做原創(chuàng)，當(dāng)然如果能夠兼顧到未來(lái)可產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用最好。如果有機(jī)會(huì)的話能盡量在企業(yè)學(xué)習(xí)和工作一段時(shí)間，實(shí)地了解產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，并據(jù)此開(kāi)展原創(chuàng)性研究，這樣做出來(lái)的工作才更有意義。做科研同時(shí)也需要“吃得苦、耐得煩”，我本人就曾經(jīng)扎根企業(yè)工作學(xué)習(xí)兩年多，十五年來(lái)主要是搭建和逐步完善產(chǎn)學(xué)研合作平臺(tái)，最初的七八年也沒(méi)有發(fā)表特別突出的科研成果，自己在科研方面更喜歡“結(jié)硬寨，打呆仗”。
從編輯和作者的雙重角度，對(duì)于撰寫(xiě)英文學(xué)術(shù)論文方面，您對(duì)在讀的研究生有什么建議呢？ 李寶華:?我希望在讀的研究生能葆有對(duì)科研的敬畏之心，立足學(xué)術(shù)和產(chǎn)業(yè)問(wèn)題，首先提出原創(chuàng)性的思路和想法，并據(jù)此開(kāi)展研究。當(dāng)取得一定成果后，再認(rèn)真組織語(yǔ)言，把學(xué)術(shù)思路和科研成果更好的展示出來(lái)。在論文寫(xiě)作方面，平時(shí)要注意多閱讀和多積累語(yǔ)言和詞匯，這樣才不會(huì)在組織語(yǔ)言的時(shí)候捉襟見(jiàn)肘。
除了發(fā)表很多高質(zhì)量的論文，您還擔(dān)任期刊Energy & Environmental Materials的副主編。能否談?wù)勀鳛橹饕獎(jiǎng)?chuàng)刊編委之一，對(duì)EEM的期望？
李寶華:?Energy & Environmental Materials（EEM）作為Wiley旗下的新期刊，由鄭州大學(xué)主辦，旨在收集和發(fā)表能量收集、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、傳輸及清潔環(huán)境等相關(guān)熱點(diǎn)研究中的高質(zhì)量學(xué)術(shù)論文，一經(jīng)推出便在能源和環(huán)境材料領(lǐng)域引起了強(qiáng)烈關(guān)注。作為優(yōu)秀的國(guó)產(chǎn)期刊之一，EEM期刊的創(chuàng)立符合當(dāng)前能源和環(huán)境領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，且具有鮮明的特色。我有幸擔(dān)任了EEM期刊的副主編，希望EEM期刊能成為能源和環(huán)境方面具有巨大國(guó)際影響力的期刊，收錄和發(fā)表更多原創(chuàng)性研究論文。非常感謝大家的投稿和關(guān)注！
關(guān)于Advanced Materials Advanced Materials?has been bringing you the latest progress in materials science every week for over 30 years. Read carefully selected, top-quality Reviews, Progress Reports, Communications, and Research News at the cutting edge of the chemistry and physics of functional materials.?Advanced Materials?topped its previous spectacular performance with a new Impact Factor of?21.95, an increase of 10% on the 2016 value. One key to the success of?Advanced Materials?is its pronounced interdisciplinarity. 投稿網(wǎng)址： https://www.editorialmanager.com/advmat/default.aspx
關(guān)于EEM
截至目前Energy & Environmental Materials?已經(jīng)出版五期期刊，主要報(bào)道先進(jìn)能源材料相關(guān)的最新高水平科研成果，在 Wiley Online Library 上可免費(fèi)獲取全文，目前免收版面費(fèi)。
聯(lián)系EEM
E-mail: eem@zzu.edu.cn
Web:? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? http://onlinelibrary.wiley.com/?journal/10.1002/(ISSN)2575-0356
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