大数跨境

欢迎Arumugam Manthiram院士加入AIIA | 他让廉价的铁走进锂电池

欢迎Arumugam Manthiram院士加入AIIA | 他让廉价的铁走进锂电池 国际人工智能产业联盟AIIA
2026-09-10
4
导读:热烈欢迎美国国家发明家科学院院士Arumugam Manthiram当选为国际人工智能产业联盟Fellow!他曾替导师John B. Goodenough站上诺贝尔讲台,也为寻找和理解磷酸铁锂等材料提
国际人工智能产业联盟 AIIA

热烈欢迎美国国家发明家科学院院士、世界陶瓷科学院院士 Arumugam Manthiram加入国际人工智能产业联盟(AIIA)。

紫色博士帽

Arumugam Manthiram

美国国家发明家科学院院士、世界陶瓷科学院院士,英国皇家化学学会会士(FRSC)、美国科学促进会会士(AAAS Fellow)、材料研究学会会士(MRS Fellow)、电化学学会会士(ECS Fellow)、美国陶瓷学会会士(ACerS Fellow)、世界材料与制造工程科学院会士(WAMME Fellow),现任德克萨斯大学奥斯汀分校George T. and Gladys H. Abell工程讲席教授,曾任德克萨斯材料研究所及材料科学与工程项目主任。

研究方向

他长期研究电化学储能与能源转换材料,重点关注锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池和燃料电池,以及材料结构、性能与实际应用之间的关系。他希望找到性能更好、成本更低、供应链更稳定的电池材料,让储能技术减少对稀缺金属的依赖。

成果与荣誉

他已发表1000余篇期刊论文,谷歌学术中论文总引用量超15万次,H指数为189;拥有至少20项已授权专利,先后创办ActaCell Energy Systems和TexPower EV Technologies两家电池技术企业。他培养了约300名学生和博士后,其中约60人后来成为世界各地高校的教师。

他曾获电化学学会Olin Palladium Award、Yeager终身成就奖、首届John B. Goodenough Award,以及电池技术奖、电池研究奖等重要荣誉。2019年,他还代表John B. Goodenough在斯德哥尔摩发表诺贝尔化学奖演讲。

替导师Goodenough完成诺奖演讲

2019年12月8日,斯德哥尔摩大学。

97岁的诺奖得主John B. Goodenough坐在台下。讲台上站着的,是与他共同工作了三十多年的Arumugam Manthiram。

这场诺贝尔化学奖演讲原本应由John B. Goodenough亲自主讲。因年事已高,他提前录制了主要内容,并邀请Arumugam Manthiram来到现场,配合视频和幻灯片作补充讲解,代他回顾锂离子电池正极材料的发展历程。

Arumugam Manthiram在诺贝尔化学奖演讲现场

John B. Goodenough把一生中最重要的一场学术演讲,交给了曾经的学生。

这份信任,早在三十多年前就已经开始。

Arumugam Manthiram在印度攻读博士时,John B. Goodenough曾是他的博士论文评审人。几年后,Arumugam Manthiram申请进入Goodenough教授在牛津大学的实验室,成为他指导的博士后研究员。

1986年,John B. Goodenough从牛津大学转到德克萨斯大学奥斯汀分校,又邀请Arumugam Manthiram随他前往美国,继续共同研究电池材料和高温超导体。此后三十多年他们一直留在那里。两人的关系也从导师与学生,逐渐变成同事和长期科研伙伴。

也正是在这里,他提出了一个后来影响全球电池工业的问题:电池正极能否少依赖昂贵或供应受限的金属,转而使用储量丰富、价格低廉的铁?

让廉价的铁释放更高电压

铁很常见,也很便宜,但“便宜”并不意味着它天然适合制造高性能电池。

正极材料必须让锂离子能够反复进入和离开,同时保持结构稳定,并在足够高的电压下工作。早期铁基氧化物的电压不够理想,材料的电子导电性也是难题。如果无法提高工作电压,即使原料再便宜,也很难获得足够的能量密度。

John B. Goodenough长期从固体化学出发,研究材料结构与电化学性能之间的关系。在与他共同研究的过程中,Arumugam Manthiram把注意力转向含有硫酸根、磷酸根等结构单元的聚阴离子化合物。1989年,两人共同发表研究,证明聚阴离子可以通过“诱导效应”改变铁离子周围的化学环境,从而抬高铁的氧化还原电位。通俗地说,同样是利用铁储存和释放电能,材料周围的化学结构发生变化后,铁能够在更高的电压下工作。

这项工作打开了聚阴离子正极这一大类材料的研究方向。今天人们熟悉的磷酸铁锂,以及钒磷酸盐、钠钒磷酸盐等锂离子和钠离子电池材料,都属于这一不断扩展的家族。

聚阴离子正极与多种可持续电池材料路线

值得注意的是,Arumugam Manthiram并不是磷酸铁锂的单独发明者。他更早完成的关键工作,是建立聚阴离子正极的材料路线并解释其电压提升机制,为后来寻找和理解磷酸铁锂等材料提供了重要基础。

十年后,磷酸铁锂走上前台

这条路线在最初并不显得特别接近商业化。

聚阴离子材料往往导电性较差。Arumugam Manthiram后来回忆,团队发表早期研究时,也没有预见到它会变得如此重要。直到大约十年后,John B. Goodenough团队报告磷酸铁锂正极,聚阴离子材料才以一种更具体的形式走到电池产业面前。

磷酸铁锂使用储量丰富的铁,成本和供应链优势明显,热稳定性和安全性也较好。它同样存在导电性和低温性能等限制,但随着颗粒纳米化、碳包覆和制造工艺进步,这些问题逐步得到改善。如今,磷酸铁锂已经广泛进入电动汽车和储能系统

从20世纪80年代一种看似不够实用的材料,到今天支撑新能源汽车与大规模储能的重要技术路线,中间隔着多年基础研究、材料改进和工程放大。Arumugam Manthiram的价值,正在于他较早看见了这类材料背后的共同规律:决定电池性能的,不只是采用哪一种金属,还包括金属周围的化学结构如何改变它。

从一种材料,走向下一代电池

聚阴离子正极并不是Arumugam Manthiram研究的终点。此后,他又将研究延伸到高镍正极、无钴正极、锂硫电池、钠离子电池和新型电解质,持续寻找性能、安全、成本、寿命与资源可持续性之间更好的平衡。他还创办两家电池技术企业,推动无钴正极等研究走向产业验证和规模化制造。

数据驱动的电池材料研究与性能预测

近年来,Arumugam Manthiram和团队开始将人工智能与机器学习引入这一过程。他们利用机器学习预测电池充电曲线和高镍正极的热失控指标,并进一步探讨如何从数十年积累的实验数据和研究文献中,更快筛选新的储能材料、化学体系与制造工艺。这使他的研究能力从材料设计、合成和性能验证,进一步延伸到数据驱动的材料发现与安全预测

从聚阴离子正极到人工智能辅助材料发现,Arumugam Manthiram始终关注如何更快找到性能更好、成本更低、供应链更可持续的储能材料。他的加入,也让AIIA在人工智能与下一代储能技术的交叉方向上,多了一位兼具基础研究积累与产业视野的同行者。

 AIIA 

【声明】内容源于网络
0
0
国际人工智能产业联盟AIIA
国际人工智能产业联盟旨在汇聚全球人工智能领域的知名企业、科学家、高校\科研机构、投融资机构和相关社会组织,搭建产学研用深度合作的平台,促进联盟成员的技术、研发、生产、集成、服务等水平,构建全球人工智能产业生态。
内容 80
粉丝 0
国际人工智能产业联盟AIIA 国际人工智能产业联盟旨在汇聚全球人工智能领域的知名企业、科学家、高校\科研机构、投融资机构和相关社会组织,搭建产学研用深度合作的平台,促进联盟成员的技术、研发、生产、集成、服务等水平,构建全球人工智能产业生态。
总阅读633
粉丝0
内容80