为加速推进高水平理工科大学建设步伐,,,依托应用物理与质料学院,,,建设了有机光电与能源高分子团队,,,团队现有师资3人,,,包括副教授1人,,,中级职称2人,,,其中硕士生导师3人。。
本团队专注于[高分子聚合物电解质]、、[导电高分子研究]、、[电致变色]等前沿科技及交织学科的研究。。团队建设以来,,,在高分子聚合物电解质和导电高分子电致变色研究领域取得了显著效果,,,包括揭晓高水平学术论文21篇,,,其中SCI/EI收录论文21篇;;获得国家级/省部级科研项目4项;;授权发明专利3项。。

莫代泽博士,,,有机光电与能源高分子团队认真人。。莫代泽博士是有机光电与导电高分子交织领域专家,,,恒久致力于有机太阳能电池、、有机光电柔性器件等方面研究,,,揭晓学术论文70余篇。。主持广东省自然科学基金等项目5项。。
研究领域
1. 高性能全固态锂电池电解质
通过接纳锂盐原位引发聚合制备原位聚合物电解质来解决通俗固态聚合物电解质界面阻抗大,,,制备历程重大和高反映活性引发剂带来的副问题。。在锂盐原位引发聚合电解质中,,,锂盐既能够提供锂离子来举行锂离子的传导,,,又能够作为引发剂引发单体聚合,,,原位构建高性能全固态锂电池。。
2. 阻燃高清静性电解质
通过引入阻燃的聚合物基体或者增塑剂来开发阻燃的高清静性电解质,,,从泉源上解决锂电池的起火问题。。同时接纳氟化物来构建稳固的SEI/CEI,,,提升电池循环稳固性,,,阻止锂枝晶的天生,,,构建高清静高性能全固态锂电池。。
3. 阻燃局部高浓度电解液
面向锂金属电池,,,开发与锂金属负极和高压正极具有优异相容性,,,能够形成稳固的SEI/CEI的阻燃局部高浓度电解液。。通过活性稀释剂调控局部高浓度电解液的界面电化学行为,,,接纳高阻燃活性的溶剂提高阻燃性能,,,提升高压锂金属电池性能的循环性能、、高温性能和低温性能。。
突出效果介绍
1. 锂盐引发原位聚合构建高界面稳固性、、高离子电导率的聚合物电解质
接纳锂盐引发单体原位聚合制备聚合物电解质战略来提高界面稳固性,,,降低界面阻抗,,,阻止高活性聚合引发剂带来的副反映。。详细地,,,使用锂盐LiDFOB加热剖析爆发的微量BF3引发三聚甲醛(TXE)原位聚合制备原位聚合电解质(PTXE),,,接纳电化学稳固性好的氟代碳酸乙烯酯(FEC)和甲基三氟乙基碳酸酯(FEMC)作为增塑剂来降低PTXE的结晶度、、加速锂离子传导和增强界面稳固性(图1)。。PTXE的室温离子电导率抵达了3.76 × 10?3 S cm?1,,,锂离子迁徙数抵达0.76,,,电化学稳固窗口达6.06 V。。使用原位PTXE组装的LFP/Li电池具有优异的长循环稳固性和优异的倍率性能,,,在1 C倍率下循环560圈之后容量坚持率为90.4%。。相关研究效果揭晓在J. Colloid Interface Sci. 2023, 644, 230。。
图1 LiDFOB引发TXE原位聚合制备聚合物电解质及其聚合机理示意图
2. 高度氟化战略提高聚合物电解质的阻燃性能和电化学稳固性
针对通俗凝胶聚合物电解质可燃性高的问题,,,接纳阻燃性好、、电化学稳固性好的高度氟化有机物作为凝胶聚合物电解质的增塑剂来同时抵达优异的阻燃性能、、高离子电导率和高电化学稳固性。。详细地,,,使用氟代碳酸乙烯酯(FEC)和甲基三氟乙基碳酸酯(FEMC)作为聚合物电解质ED@PVDF的增塑剂(图2a),,,使ED@PVDF具有优异的阻燃性能,,,不可被火焰点燃(图2b)。。其离子电导率抵达4.41 mS cm?1,,,电化学窗口抵达了5.6 V。。ED@PVDF能在金属锂负极外貌天生富含LiF的SEI膜,,,有用抑制金属锂负极的锂枝晶生长。。用ED@PVDF组装的磷酸铁锂电池在1 C倍率下循环1000圈后容量坚持率为81.4%(图2c)。。相关研究效果揭晓在J. Power Sources 2021, 510, 230411。。
图2(a)ED@PVDF的结构示意图;;(b)ED@PVDF的阻燃性能测试;;(c)用ED@PVDF组装的磷酸铁锂电池的循环性能
3. 活性稀释剂-阴离子协同战略调控阻燃局部高浓度电解质
提出接纳具有高LiF天生涯性的氟苯类活性稀释剂与双氟磺酰亚胺(FSI) 阴离子协同构建结实的富含LiF的SEI 和CEI(图3),,,增强锂金属负极和NCM811正极的界面稳固性,,,提升电池循环性能。。相比于通例局部高浓度电解液普遍使用的电化学惰性氢氟醚类稀释剂,,,氟苯类活性稀释剂如1,2-二氟苯(DFB)和氟苯等具有高LiF天生涯性。。在这些稀释剂的调控下,,,划分以阻燃的N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、、磷酸三乙酯(TEP)、、磷酸三甲酯(TMP)为溶剂的局部高浓度阻燃电解液具有优异的界面稳固性,,,能够有用抑制锂枝晶并提升库伦效率和循环稳固性,,,同时阻止了这些溶剂与金属锂负极之间的副反映,,,实现NCM811锂金属电池的长周期稳固循环。。该系列研究事情揭晓的SCI论文:::Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202317176;;ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 48694;;J. Power Sources 2023, 559, 232631。。
图3(a)氢氟醚类稀释剂和易燃溶剂组成的局部高浓度电解液(LHCE)和(b)基于稀释剂-阴离子协同战略的阻燃局部高浓度电解液(LHCE-DFB)的结构、、SEI形成和锂沉积行为示意图