【团队简介】
图1 智能化能源材料及器件团队合影
智能化能源材料及器件研究团队面向国家航空探测、低空经济等领域,针对宽温域高性能电池长续航、轻量化、高安全重大需求,围绕刚性芳杂环高分子基电极材料微观结构设计与性能调控的关键科学问题,提出具有前瞻性、创造性发展思路,创制了系列新型高性能聚合物基电化学能源材料。研发出“多物理场响应型电极”及“结构功能一体化隔膜”,采用首创“宽温域原位控温技术”,构筑出新型高性能电池。在能源材料领域和交叉学科期刊如Energy Environ. Sci.、Angew Chem. Int. Ed.、Adv. Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Nano-Micro Lett.、eScience等发表学术论文100余篇,撰写学术专著1部,申请/授权国际/国内专利30余项。撰写能源领域咨政建议被教育部及上级单位采用。入选国家优青、教育部科技人才计划,获大连市自然科学奖一等奖(排1)、辽宁青年科技奖、大连市杰出青年科技人才,主持国家自然科学基金、国家重点研发计划项目专题、国家临近空间产业基金重点项目等。
【科研展示】
(1)创制了正负极合理匹配的聚合物基电极材料体系新架构,探明了正负极与电解质多相表界面的协同机制,自主开发了一体化的卷对卷预钠化设备,实现了高性能钠离子电容器的工程化生产。
图2 高性能钠离子电容器科研方向及部分成果展示
(2)提出了“靶向固硫-原位介导”新策略,开发了本征复合掺杂电极材料可控合成新方法,创制出新型高性能金属-硫电池正极材料,解决了活性物质穿梭导致容量衰减难题,实现了金属-硫电池长时高效稳定服役。
图3 高性能金属-硫电池科研方向及部分成果展示
(3)提出了“配位协同-相似相容”本征安全聚合物电解质合成新策略,创制出系列新型高性能聚合物电解质,解决了固态电池界面相容性欠佳、温度适应性差等问题,阐明了离子单向传输新机制,揭示了电池本征安全特性规律,构筑出高安全宽温域聚合物固态电池。
图4 高性能聚合物固态电解质科研方向及部分成果展示
(4)提出了“结构功能一体-原位智能调控”新策略,创制了系列本征安全温敏型宽温结构功能一体化阻燃粘结剂及隔膜,开发出原位监测电化学-应力信号的自响应-自监测-自调节一体化装置,解决了电芯实时工况下动态监测难题,构筑了原位监测-实时反馈-智能调控一体化电池器件,突破了电池低温运行极限。
图5 结构功能一体化智能材料及器件科研方向及部分成果展示
(5)提出了“本征掺杂及物理限域”合成聚合物基电极材料的策略,创制了电势-应力自反馈材料,阐明了电极/电解质界面离子快速传输机制,构筑了Ah级高性能软包钠离子电池,发展了应力-电化学性能原位监测技术。
图6 高性能钠离子电池科研方向及部分成果展示
【培养特色】
胡方圆教授始终践行立德树人根本任务,依托国家自然科学基金、国家重点研发计划项目专题等项目,创建了“前沿课题驱动+交叉团队协作+国际平台支撑”育人模式,团队研究生获学会优秀博士学位论文奖1人(全国10人)、国家奖学金7人、辽宁省优秀毕业生4人、校优秀研究生14人、校优秀毕业生4人、中国科协青年人才托举工程博士生专项1人等。毕业生投身于中国航发、航天科技等单位并成为核心骨干。指导研究生获辽宁省向上向善好青年2人(全校唯一)、入选全国青马工程1人、省优秀团干部/团员2人等荣誉。
胡方圆教授还积极推进赛教融合,团队围绕新型高性能聚合物基电化学能源材料及智能化储能器件方面的科学研究,获“挑战杯”主赛道全国特等奖1项(2000多所高校、40余万作品、250多万学生参赛,全校唯一);“互联网+”全国铜奖1项、辽宁省金奖2项;“宁德时代杯”全国新能源创新大赛银奖1项等省部级以上奖励10余次。
图7 指导研究生获奖证书
图8 课题组部分团建、年终总结报告与学术沙龙活动
【育人成果】
课题组毕业研究生已入职中国航天五院、政府市直机关、中山大学、东北林业大学、华为、宁德时代、比亚迪、沈阳飞机工业集团、一汽集团、中冶焦耐工程技术有限公司等知名企业/事业单位。
【招生事项】
招生类型
课题组坚持面向国家重大需求及学术前沿,致力于培养有理想有本领有担当的复合型拔尖创新人才。
硕士推免生(学术学位/专业学位)
硕士统考生(学术学位/专业学位)
直博生(学术学位/专业学位)
硕博连读(学术学位/专业学位)
申请考核制博士生(学术学位/专业学位)
招生导师
硕士生导师:胡方圆 教授
博士生导师:胡方圆 教授
科研方向
材料科学与工程-高性能聚合物电解质研究
材料科学与工程-高性能锂硫电池正极材料研究
材料科学与工程-高性能钠离子电容器电极材料研究
材料工程-钠离子混合型电容器电极材料的研究
招生专业
材料科学与工程、材料工程
欢迎电化学储能、大数据与机器学习方向有梦想愿奋斗的青年才俊(本硕博/博士后)加入我们课题组!
联系方式
胡方圆教授教师主页:
https://faculty.dlut.edu.cn/hufangyuan/zh_CN/index/983517/list/index.htm
Email: hufangyuan@dlut.edu.cn