广州大学王家海教授/香港科技大学邵敏华教授 Nano Energy：：界面耦合提升锂电池负极材料锂离子迁移速率

界面耦合提升锂电池负极材料锂离子迁移速率

第一作者：孙长龙 （广州大学）

通讯作者：王家海*，邵敏华*

单位：广州大学，香港科技大学

近年来，便携式电子设备的推广及高度集成化、小型化的发展趋势，对可充电锂离子电池性能的要求越来越高。对锂离子电池而言，负极材料是影响电池整体性能的重要因素。作为传统商用锂电池负极的石墨材料，其较低的比容量阻碍了锂离子电池的进一步发展。

因此，寻找具有高比容量和优异循环及倍率性能的新型负极材料对于开发下一代高性能锂离子电池至关重要。作为一种典型的四元固溶体材料，（Ga_1-xZn^x）（N_1-xO_x）（GaZnON）具有稳定的六方纤锌矿结构。此外，电负性较小N原子的引入，使得Zn 3d和N 2p轨道之间存在相互作用，从而在不改变导带底位置的情况下，降低价带顶的位置，提高电子转移效率。

此外，更稳定的化学性质也有利于其在恶劣的电化学反应环境中使用。但是，传统固相氨化反应会导致GaZnON纳米颗粒形态和组分的分布不均匀。同时，较小的比表面积阻碍GaZnON与电解液的充分接触，导致可参与反应的活性位点相对较少，制约其在锂离子电池中的进一步应用。

为解决这些问题，王家海教授团队联合香港科技大学邵敏华教授合作，在国际顶级期刊Nano Energy（影响因子：17.881）上发表题为“Simultaneous interfacial interaction and built-in electric field regulation of GaZnON@NG for high-performance lithium-ion storage”的研究工作，孙长龙博士后第一作者，广州大学第一单位，王家海教授和邵敏华教授共同通讯。

本文中，来自广州大学王家海教授团队和香港科技大学的绍敏华教授合作，在国际知名期刊Nano Energy上发表题为“Simultaneous interfacial interaction and built-in electric field regulation of GaZnON@NG for high-performance lithium-ion storage”的观点文章。该观点文章分析了二维材料和GaZnON复合材料通过调节界面耦合增强GaZnON表面电子密度，还能极大提高充放电过程中的电荷迁移扩散效率，降低锂离子迁移能带壁垒，增强电池倍率和循环等电化学性能。

该工作利用氧化石墨烯表面含氧基团作为金属离子吸附活性位点的原理，得到石墨烯复合GaZnON纳米颗粒，利用内建电场的调控作用，增强GaZnON与石墨烯间界面耦合作用，并充分利用GaZnON的结构优势与石墨烯良好导电性之间的协同效应，增强GaZnON电化学性能。理论计算研究进一步表明，石墨烯复合GaZnON表面电子发生聚集并进行重新分布，从而促进电荷迁移，增进表面耦合作用，通过表面工程设计的界面结构，不仅能增强GaZnON表面电子密度，还能极大提高充放电过程中的电荷迁移扩散效率，降低锂离子迁移能带壁垒，增强电池倍率和循环等电化学性能。

Simultaneous interfacial interaction and built-in electric field regulation of GaZnON@NG for high-performance lithium-ion storage

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107369

王家海 教授 研究生博士后导师

广州大学化学化工学院教授、研究生和博士后导师，2008年5月美国University of Florida化学学院毕业，师从Charles R. Martin；2008年5月至2009年1月，美国约翰霍普金斯大学化学生物工程系博士后，从事微纳米器件加工课题，致力于智能器件的设计及其应用性能的探讨；2009年1月至2014年8月，分别在中科院苏州纳米所和长春应用化学研究所任副研究员，从事体外诊断纳米孔检测相关的技术开发。2014年10月加入山东大学，任研究员，从事氢能源催化剂材料的开发。2017年至今加入广州大学，百人计划教授。入选中国科学院首批促进会会员，广州市高层次青年后备青年人才，全球顶尖十万科学家之一。目前团队研究方向包括能源催化材料、锂电池、生物化学传感器、纳米孔单分子计数器和5G通讯。代表性成果发表在Advanced Materials、Biosensor and Bioelectronics、J. Am. Chem. Soc.、Nano Letters 等国际著名期刊上。

邵敏华 教授 能源研究所副所长

Dr. Minhua Shao earned his B.S. (1999) and M.S. (2002) degrees in Chemistry from Xiamen University, and a Ph.D. degree in Materials Science and Engineering from the State University of New York at Stony Brook (2006). He received the Supramaniam Srinivasan Young Investigator Award from the ECS Energy Technology Division (2014). He is now a Professor in the Department of Chemical and Biological Engineering and Associate Director of Energy Institute of the Hong Kong University of Science and Technology. His research is mainly focused on electrocatalysis, fuel cells, and advanced batteries.

广州大学王家海教授团队博士后招聘

一、单位简介

广州大学从2016年开始，在广东省、广州市各级领导的大力支持下，进入高水平大学建设实施阶段。为吸引和凝聚优秀人才、促进本课题组科研发展，现面向全球招聘多位博士后科研人员，真诚欢迎优秀青年博士加盟。

二、招聘方向

本次招聘主要面向具有化学化工，纳米生物，单细胞研究，蛋白研究和材料等相关专业背景方面的博士，具体研究内容，来电详谈。优秀的博士毕业生，具有超前的思想，可以独立开展新的方向。

方向一：能源催化材料，氢能源，锂电池，钠电池等等。

方向二：核酸测序（二代）用于大健康。

方向三：Nanopore传感器，纳米生物，单细胞研究，蛋白研究和材料等相关专业背景方面的博士，具体研究内容，来电详谈。优秀的博士毕业生，具有超前的思想，可以独立开展新的方向。

方向四：有机光电材料合成和有机光电调制解调器（5G，6G通讯材料和器件）。

三、任职条件和薪酬

薪酬35-45万之间；分A,B,C三档。

1.加入的博士后根据学术水平、博士后工作计划书、创新能力、学术发展潜力等分A、B、C三类。薪酬福利包含年薪+突出科研业绩奖励+博士后公寓（租房补贴）等，其中年薪35万元起。科研启动经费方面，广州市政府一次性资助每名博士后20万元科研项目经费。

2.获得中国博士后科学基金资助、且未满40周岁的出站留（来）穗博士后，可按照相关规定申请认定“广州市青年后备人才”并享受相应服务保障待遇。符合条件的，可以申请免租入住85平方米人才公寓，或享受住房补贴100万元。期满出站后1年内到广州市属企事业单位全职工作，签订3年以上劳动合同（聘用协议），或期满出站后1年内在广州市自主创业且符合其他条件的，可向广州市申请安家费30万元；业内公认全球排名前200名的国（境）外高校博士毕业生来穗从事博士后工作、出站后留在广州市属企事业单位全职工作或自主创业的，可向广东省申请住房补贴40万元。

四、应聘方式

1.将个人简历、发表论文(由推荐人直接)发送至jiahaiwang@gzhu.edu.cn

2.通讯地址：广州市大学城外环西路230号化学化工学院。