先进电池材料与器件科研创新团队
一、团队基本概况
研究团队主要围绕锂\钠离子电池电极材料、固态电解质、水系锌离子电池、钒液流电池等领域对提高储能密度的要求，在长寿命富锂锰基层状氧化物、高电化学稳定性固态电解质、高功率Bi基石墨毡以及工程化应用领域等开展了系统研究。
主要研究成果有：构筑“帽子式”新型超晶格，解决富锂锰基正极电压衰减难题；调控金属基催化剂缺电子活性位点，加速全钒液流电池负极速控步骤；构筑了一种二维多孔结构，解决MXene层堆叠导致高功率下电化学性能不足问题；开发了高效补偿锂损失方法和双功能复合固态电解质技术，解决了氧化物固态电解质难以致密化、晶界脆弱的难题，提高了聚合物固态电解质对电极界面的长期稳定性。团队成员在Nat. Energy、Angew. Chem. Int. Ed. 等国际顶级期刊发表SCI论文200余篇。主持省部级以上科研项目20余项。与深圳速方、深圳中和、北京星辰、辽源亿达等企业具有长期的产学研合作。
二、团队核心架构与人才队伍
2.1 团队负责人
|
罗冬，特聘教授，现任湖南科技大学材料科学与工程学院学术副院长，入选湖湘青年英才、广东省杰出青年等荣誉，兼任新能源储存与转换先进材料湖南省重点实验室副主任。 |
主要研究方向为锂/钠离子电池电极材料，已在Nat. Energy、Angew. Chem. Int. Ed.等期刊上发表（共）第一或通讯作者SCI学术论文40余篇，授权国家发明专利10项。研究成果相继被美国科学促进会主办的科学新闻网EurekAlert!等报道。 |
|
2.2 核心团队与人才梯队
团队现有专任教师队伍7人，含特聘教授1名、讲师6名，拥有省级高层次人才2人次。团队成员以90后为主，平均年龄贴合青年科研人才黄金成长周期，既具备扎实的专业功底，又富有开拓创新的闯劲，形成了“核心引领、青年攻坚、梯队衔接”的良好格局，为团队可持续发展注入强劲动力。
团队围绕高安全高能量电池展开深入研究，形成了正极材料、固态电解质、负极材料与水系电池四大核心研究方向，具体如下：
3.1 高功效轻合金构件塑性成形技术
聚焦阐明Li2MnO3超晶格的演变机制，带领团队人员设计合成了一系列性能优异的富锂锰基层状（LRO）正极材料：1）开发表面晶格“裁剪技术”调控氧电子结构，实现LRO正极材料全可逆脱嵌锂，减少锂消耗并提升电池安全性；2）发展原位表面耦合与体相掺杂共修饰的普适性策略，构筑氧离子可逆氧化还原双重壁垒，成倍提升电压和容量稳定性；3）构建新型“帽子式”超晶格，促使过渡金属离子有序占据锂层锂位，显著加固蜂窝结构，率先解决电压衰减的国际难题。
3.2 高电化学稳定性固态电解质及其固态电池技术
针对固态电池核心材料——固态电解质电导率不高、大倍率充放电能力差的问题，开发了快速超高温强化烧结技术、高效补偿锂损失方法和一种双功能复合固态电解质技术，解决了氧化物固态电解质难以致密化、晶界脆弱的难题，提高了聚合物固态电解质对电极界面的长期稳定性，推进锂金属固态电池的实用化。
3.3 高功率锂离子电池负极/超级电容器制造技术
深耕MXene电极材料在锂离子电池负极以及超级电容器等方面的研究，在二维MXene材料与储能器件的材料研究、开发、结构设计以及微观形貌调控。团队对首次通过金属离子的诱导作用制备出了多孔Ti3C2Tx材料，实现了100A/g的高放电电流密度以及100000长循环工作寿命。同时基于MXene材料构建了一系列高功率锂离子电池负极材料。为高功率储能器件提供了全新解决方案。
3.4 高安全长寿命水系储能电池界面设计技术
聚焦高安全长寿命水系储能电池界面设计技术创新，重点开发液流电池电催化界面调控、水系锌离子电池电极/电解液界面构筑等核心技术。团队揭示了液流电池中钒离子氧化还原动力学调控机制，提出了缺电子位点加速反应的新策略;开发了水系锌离子电池界面稳定化构筑及电解液/隔膜协同调控技术，实现了水系储能电池界面反应效率与循环寿命的协同提升。相关工作为大规模储能、智能电网及可再生能源并网等应用领域的发展提供关键技术支撑。
四、科研成果
4.1 科研项目
序号 |
项目名称 |
项目来源 |
编号 |
研究期限 |
1 |
基于电子转移策略调控Bi基催化剂p轨道占据态构筑高功率全钒液流电池 |
国家自然科学基金 |
52501279 |
2026.01~2028.12 |
2 |
二维多孔Ti2CTx的可控制备及高功率超级电容器性能研究 |
国家自然科学基金 |
52402251 |
2025.01~2027.12 |
3 |
“零应变”富锂锰基层状正极材料的制备及电压稳定性机理研究 |
国家自然科学基金 |
52371217 |
2024.01~2027.12 |
4 |
尖晶石-O2型富锂锰基正极材料的原位集成及电压稳定性机理研究 |
国家自然科学基金 |
52004070 |
2021.01~2023.12 |
5 |
电解水制氢用“三维互锁”NiFe LDHs 催化剂的制备与构效关系研究 |
湖南省自然科学基金 |
2026JJ60424 |
2026-01~2028-12 |
6 |
基于物理限域-界面化学键合双调控构筑高性能钼基MXene衍生物负极材料及机理研究 |
湖南省自然科学基金 |
2026JJ60483 |
2026.01~2028.12 |
7 |
面向高功率全钒液流电池的氧化态Bi位点稳定化设计及其催化动力学研究 |
湖南省自然科学基金 |
2026JJ70030 |
2026.01~2028.12 |
8 |
球形硬碳负极储钠/钾的构效关系及性能优化策略研究 |
湖南省自然科学基金 |
2026JJ80143 |
2026.01~2028.12 |
9 |
高临界电流密度Ga-LLZO固态电解质Ga偏析抑制及其调控机制 |
湖南省自然科学基金 |
2026JJ60210 |
2026.01~2028.12 |
10 |
Ga掺杂石榴石型固态电解质的晶界晶粒调控及其对临界电流密度的影响, |
湖南省教育厅 |
25C0283 |
2026.01~2027.12 |
11 |
分级多孔碳边缘锚定Fevac-Nx实现高效氧还原催化 |
湖南省自然科学基金 |
24C0236 |
2025.01~2026.12 |
12 |
富锂锰基层状正极材料的超晶格调控及电化学机理 |
广东省自然科学基金（杰青） |
2024B1515020071 |
2024.01~2027.12 |
13 |
科技创新类湖湘青年英才 |
湖南省自然科学基金 |
2024RC3217 |
2024.07~2027.07 |
14 |
液流电池用自限域原位重构高分散构筑高稳定铋基催化剂及构效关系研究 |
湖南省教育厅 |
24C0220 |
2024.12~2026.12 |
15 |
锂离子电池高容量无钴锰系正极材料产业化 |
广东省科技厅 |
2023A0505020009 |
2023.08~2025.09 |
16 |
兼具高电导率和高稳定性的石榴石型电解质粉末应用于复合固态电解质构建固态电池研究 |
教育部重点实验室开放基金 |
23HJYH08 |
2023.01~2025.01 |
17 |
纺丝法制备PVDF基功能化隔膜及其水系锌离子电池 研究 |
湖南省教育厅重点项目 |
23A0386 |
2023.01~2025.12 |
18 |
锂硫电池的茂金属催化转化机制研究 |
湖南省自然科学基金 |
2020JJ4288 |
2020.01~2022.12 |
19 |
锂负极表面VGCF/LiF膜的构筑及其自适应机制研究 |
湖南省教育厅优秀青年项目 |
20B225 |
2020.01~2022.12 |
20 |
锂硫电池非极性碳-极性氮掺杂碳梯度基体的设计及缚硫机制研究 |
湖南省自然科学基金 |
2017JJ3068 |
2017.01~2019.12 |
21 |
多孔镍基硫正极的原位生长及其电化学性能研究 |
湖南省教育厅一般项目 |
16C0623 |
2016.01~2018.12 |
4.2 论文成果（中科院1区或影响因子10以上）
序号 |
论文题目 |
期刊页码 |
影响因子 |
22 |
Scalable interfacial engineering for Li-rich layered oxide cathodes: From “single-performance optimization” to “overall enhancement” |
Journal of Energy Chemistry, 2026, 116: 347-358. |
14.9 |
23 |
In-situ construction of 2D/2D Mo2C-derived heterojunction optimizes ionic transport for high-performance lithium-ion batteries |
Journal of Colloid and Interface Science, 2026, 704: 139339 |
9.7 |
24 |
Enhancing Structural Integrity With Stress-Resilient Carbon For Stable Potassium-Ion Storage |
Advanced Functional Materials, 2025, 35: 2508466. |
19 |
25 |
Regulating local oxygen covalence and interrupting transition metal migration path by multisite doping to stabilize Li-rich layered cathodes |
Chemical Engineering Journal, 2025, 511: 161935. |
13.2 |
26 |
Inhibiting lattice strain for highly stable and long-life Li-rich Mn-based layered cathodes |
Rare Metals, 2025, 44: 2340-2351. |
11 |
27 |
An insight into intrinsic mechanism of voltage decay in Mn-full Li-rich layered cathodes for lithium-ion batteries |
Rare Metals, 2025, 44: 9876-9886 |
11 |
28 |
Enhancing electrochemical stability of ultrahigh-Nickel cathode via lattice-matched interfacial engineering and microstructure modulation |
Energy Storage Materials, 2025, 80: 104400 |
20.2 |
29 |
Rectification effect: A universal strategy for single-atom electrocatalysts to enhance oxygen reduction reaction |
Energy Storage Materials, 2025, 76: 104121 |
20.2 |
30 |
Constructing high-performance solid-state electrolyte interface and anchoring residual solvents for long-cycle lithium-metal batteries |
Chemical Engineering Journal, 2025,524: 169044 |
13.2 |
31 |
Manganese-based oxides cathodes for potassium-ion batteries: A review |
Journal of Energy Chemistry, 2025, 108: 1-18. |
14.9 |
32 |
Nature of oxygen vacancy in accelerating redox kinetics of V2+/V3+ in flow batteries |
Journal of Colloid and Interface Science, 2025, 690: 137281 |
9.7 |
33 |
Sustainable Release of Zincophilic Metal Ions from Separator Proactively Drives Interfacial Stabilization for Durable Zinc Anode |
Advanced Functional Materials, 2025, 35: 2425680 |
19 |
34 |
Stereoisomeric engineering mediated zinc metal electrodeposition: Critical balance of solvation and adsorption capability |
Advanced Powder Materials, 2025, 4: 100276 |
24.9 |
35 |
Regulation of both Bulk and Surface Structure by W/S Co-Doping for Li-Rich Layered Cathodes with Remarkable Voltage and Capacity Stability |
Advanced Functional Materials, 2024, 34: 2404044 |
19 |
36 |
A Li-rich layered oxide cathode with negligible voltage decay |
Nature Energy, 2023, 8: 1078-1087. |
60.1 |
37 |
High-density cationic defects coupling with local alkaline-enriched environment for efficient and stable water oxidation |
Angewandte Chemie-international Edition, 2023, 62: e202217815. |
16.9 |
38 |
Potent charge-trapping strategy for boosted electrocatalytic oxygen reduction |
Advanced Energy Materials. 2023, 13: 2203963 |
26 |
39 |
Engineering d-band center of FeN4 moieties for efficient oxygen reduction reaction electrocatalysts |
Energy Storage Material, 2023, 59: 102764 |
20.2 |
40 |
Metallic Particles-Induced Surface Reconstruction Enabling Highly Durable Zinc Metal Anode |
Advanced Functional Materials, 2023, 33: 2302661 |
19 |
41 |
The role of proton in high power density vanadium redox flow batteries |
ACS Nano, 2023, 17: 19098-19108 |
16 |
42 |
Low-strain Co-free Li-rich layered cathode with excellent voltage and capacity stability |
Journal of Energy Chemistry, 2023, 82: 513-520 |
14.9 |
43 |
Scalable nitrate treatment for constructing integrated surface structures to mitigate capacity fading and voltage decay of Li-rich layered oxides |
Angewandte Chemie International Edition, 2022, 61: e202203698. |
16.9 |
44 |
Electron-deficient sites for improving V2+/V3+ redox kinetics in vanadium redox flow batteries |
Advanced Functional Materials, 2022, 32: 2111661 |
19 |
45 |
Revealing the role of spinel phase on Li-rich layered oxides: A review |
Chemical Engineering Journal, 2022, 427: 131978 |
13.2 |
46 |
Synergy of ferric vanadate and MXene for high performance Li- and Na-ion batteries |
Chemical Engineering Journal, 2022, 436: 135012 |
13.2 |
47 |
Influence of anion substitution on 3D-architectured Ni-Co-A (A=H, O, P) as efficient cathode materials towards rechargeable Zn-based battery |
Energy Storage Materials, 2021, 37: 336-344 |
20.2 |
48 |
Ni/Mn and Al dual concentration-gradients to mitigate voltage decay and capacity fading of Li-rich layered cathodes |
ACS Energy Letters, 2021, 6: 2755-2764. |
18.2 |
49 |
Ti-based surface integrated layer and bulk doping for stable voltage and long life of Li-rich layered cathodes |
Advanced Functional Materials, 2021, 31: 2009310 |
19 |
50 |
An almost full reversible lithium-rich cathode: Revealing the mechanism of high initial Coulombic efficiency |
Journal of Energy Chemistry, 2021, 62: 120-126. |
14.9 |
51 |
Accurate control of initial coulombic efficiency for lithium-rich manganese-based layered oxides by surface multicomponent integration |
Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59: 23061-23066 |
16.9 |
52 |
Ultra-long life Li-rich Li1.2Mn0.6Ni0.2O2 cathode by three-in-one surface modification for lithium-ion batteries |
Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59: 7778-7782 |
16.9 |