图 | 成家瑶

题   目：石墨烯与炭材料的开发及储能器件的应用

报告人：成家瑶（代讲）、陈成猛

单   位：中国科学院山西煤炭化学研究所

时   间：2019-05-25

地   点：中科院大连化学物理研究所

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【报告摘要】

石墨烯作为明星材料已经展现出许多优异的特性，有望带来储能、热管理和电子等领域的技术革命。但是在石墨烯的制备过程中，不可避免的会加入大量的含氧官能团，影响其应用。该课题组针对石墨烯的表面化学、功能和结构调控做了以下的研究：

（1）研究了含氧官能团的分解转化机制及其与超级电容器性能的构效关系。

（2）研究了氮原子的化学嵌入机制，并对吡啶氮，吡咯氮在水系电解液中的赝电容机制进行了阐述。

（3）研究了磷掺杂石墨烯的钝化机理，并通过理论计算加以证明，表明了C3-P-O和C-P-O构型的稳定性，经过钝化后的材料可以有效的抑制极化现象的发生，并进一步提升超级电容器的倍率，循环，漏电流，自放电等电化学性能。

在此之外，该课题组对硬碳材料在储能器件中的应用也进行了一定的研究。通过梯度热处理研究了热还原温度对碳气凝胶表面形貌及孔结构的影响。介绍了一种以碳酸钾为催化剂，模板剂，原位活化剂来制备超高比表面积的碳气凝胶的方法。探究了酚醛树脂基硬碳材料的表面化学演变，解释了含氧官能团与锂离子电池的构效关系，并有效的提高了锂离子电池的性能。

【个人简介】

成家瑶，中国科学院山西煤炭化学研究所17级在读研究生。导师陈成猛研究员，主要从事碳材料表面化学研究以及锂离子电池负极的研究。

陈成猛，研究员，中科院山西煤化所709课题组长，中科院炭材料重点实验室副主任，山西省石墨烯技术工程研究中心副主任。兼任中国颗粒学会青年理事、中科院青促会会员、中国石墨烯产业技术创新战略联盟理事、IEC/TC113和SAC/TC279标委会专家等职务。入选山西省 “三晋英才”计划。主要从事先进炭材料与器件研究工作，主持项目20余项，发表论文118篇，他引4700余次，h因子32，授权专利18项，出版英文专著1部，主持制定国际和国家标准6项。荣获山西省自然科学一等奖、天津市自然科学一等奖、中国产学研合作创新成果一等奖、侯德榜化工科技青年奖、中国颗粒学会青年颗粒学奖，入选《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”、中科院北京分院“启明星”优秀人才等称号。

【中国科学院山西煤炭化学研究所石墨烯与新能源材料研究组（709组）介绍】

中科院山西煤化所709组秉持“料要成材，材要成器，器要好用”的研发理念，面向国家和山西省能源革命和新材料重大需求，立足材料学、电化学和化工等学科基础，以石墨烯材料、新能源材料、功能材料和储能器件为核心研发方向，坚持基础研究和应用技术开发并重的协同发展模式，政产学研用结合，打造“料-材-器-用”创新链，服务石墨烯与新能源产业的高质量发展。

课题组由陈成猛博士创建，是中科院煤化所重点培育的青年科研团队，目前总成员60人，平均年龄34岁，其中学术顾问3人，科研骨干13人、工程技术人员32人，具有高级职称8人、中级职称7人。团队依托中科院炭材料重点实验室、山西省石墨烯技术工程研究中心和山西省石墨烯储能技术研究科技创新团队，在太原桃南园区拥有330m²实验室，在小店中试基地建成2000m²中试线。

课题组先后承担各类国家级、省部级、地市级和企业横向等科研项目20余项，与晋能集团、山西三维、美锦能源和SABIC等企业建立合作，与马普学会Fritz Haber研究所、清华大学、天津大学、厦门大学、太原理工大学、中科院大连化物所、电工所及航空航天等单位相关团队建立合作。共发表论文120余篇，被引4700余次，出版英文专著1部。共申请专利50余项，授权18项。主持及参与制订各类标准20项，其中国际IEC标准4项、国家标准6项，2018年被中国石墨烯产业技术创新联盟授予“石墨烯技术标准研制与检测基地”。团队科研成果还获得山西省自然科学奖一等奖、中国产学研合作创新成果奖一等奖和天津市自然科学奖一等奖等荣誉。

【会议介绍】

中国化学会第四届中国能源材料化学研讨会于2019年5月25日~27日在中国科学院大连化学物理研究所召开。此次会议由中国化学会主办，中国科学院大连化学物理研究所承办。会议主要围绕“能源化学与材料化学”这一主题开展，内容主要包括：1、能源储存：储能电池和动力电池研究；2、能源催化：热催化和电催化研究, 催化表征与模拟；3、太阳能：太阳能转化材料与化学。