魏璐 - 华中科技大学 - 材料科学与工程学院

研究领域

研究方向主要聚焦在应用于能量存储领域（主要包括超级电容器和锂离子电池）的新型纳米结构电极材料的开发与制备，以及电化学性能的研究。通过研究电极材料的微观结构特性对电化学性能的影响，以及通过对电极材料纳米结构的设计，达到进一步提高超级电容器和锂离子电池的能量密度和功率密度的目的，从而促进其在消费电子产品、电动汽车、智能电网、工业等领域的应用。具体研究内容包括： (1) 超级电容器 a. 双电层电容器通过使用天然有机化合物和导电聚合物为前驱体来制备具有超高比表面积和孔径体积的纳米多孔活性碳材料，系统的研究活性碳材料的颗粒尺寸、孔径尺寸、孔径形状、孔径大小分布、表面化学度和表面官能团等特性对双电层电容器比电容、电阻率、频率响应等性能的影响，在确保商业双电层电容器功率密度高、使用寿命长、免维护、经济环保等优点的同时，进一步提高其能量密度。 b. 法拉第准电容器（赝电容器）该领域本课题组主要研究金属氧化物电极，利用在电极表面及其附近发生在一定电位范围内的快速可逆的法拉第反应来实现储能。通过合成具有不同结构的金属氧化物材料，如金属氧化物颗粒、薄膜、纳米线、纳米棒、微球等，以及利用材料复合技术制备具有更好的循环寿命、功率特性、电容保持率的高能量密度赝电容器。 c. 微型超级电容器通过在硅晶片表面沉积纳米多孔活性碳薄膜或金属氧化物薄膜，利用微加工技术（如光刻技术）在晶片表面制备具有精确尺寸和形状的微型电极，使超级电容器可以集成在芯片上，为迷你型电子设备如微机电系统、传感器、微型机器人、植入式医疗设备等提供动力和能量。 (2) 锂离子电池该领域的研究方向主要聚焦在全固态锂离子电池正极材料和固态电解质的研究，以及微型锂离子电池的研究。

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[1] Wei, Lu; Nitta, N.; Yushin, G., Lithographically Patterned Thin Activated Carbon Films as a New Technology Platform for On-Chip Devices. ACS Nano 2013, 7, 6498-6506. [2] Wei, Lu; Sevilla, M.; Fuertes, A. B.; Mokaya, R.; Yushin, G., Polypyrrole-Derived Activated Carbons for High-Performance Electrical Double-Layer Capacitors with Ionic Liquid Electrolyte.Advanced Functional Materials 2012, 22, 827-834. [3] Wei, Lu; Yushin, G., Nanostructured Activated Carbons from Natural Precursors for Electrical Double Layer Capacitors. Nano Energy 2012, 1, 552-565. [4] Wei, Lu; Sevilla, M.; Fuertes, A. B.; Mokaya, R.; Yushin, G., Hydrothermal Carbonization of Abundant Renewable Natural Organic Chemicals for High-Performance Supercapacitor Electrodes.Advanced Energy Materials 2011, 1, 356-361. [5] Wei, Lu; Yushin, G., Electrical Double Layer Capacitors with Activated Sucrose-Derived Carbon Electrodes. Carbon 2011, 49, 4830-4838. [6] Wei, Lu; Yushin, G., Electrical Double Layer Capacitors With Sucrose Derived Carbon Electrodes in Ionic Liquid Electrolytes. Journal of Power Sources 2011, 196, 4072-4079.