清華大學材料教授電池
⑴ 天然石墨用作鋰離子電池負極材料的研究
沈萬慈 李新祿 鄒麟 康飛宇 鄭永平
（清華大學材料科學與工程系，新型炭材料研究室，北京 100084）
摘要 中國具有豐富的天然石墨資源，對天然石墨進行改性處理以應用到高能鋰離子電池中是中國石墨產業升級的有效途徑之一。對高純微晶石墨進行了整形和表麵包覆碳膜的處理，首次循環效率提高至89.9%，循環穩定性也得到了明顯改善。試驗表明，表麵包覆的微晶石墨是一種優良的鋰離子二次電池復合負極材料。採用H2SO4-GIC石墨層間化合物技術對鱗片石墨進行預膨脹處理，在石墨顆粒內形成亞微米-納米空隙，提高了石墨製品的放電容量、快速充放電能力及循環壽命，特別適用於高能鋰離子電池的發展要求［1～11］。
關鍵詞 天然石墨；表麵包覆；預膨脹；負極材料；鋰離子電池。
第一作者簡介：沈萬慈，清華大學材料科學與工程系教授，長期從事石墨和新碳材料的研究和開發。E-mail：[email protected]。
一、前言
中國石墨產品可分為鱗片石墨和微晶石墨兩大類，鱗片石墨是指石墨晶質大於1μm，層片結構發達，但原礦品位低，一般含碳量在10%以下；微晶石墨又稱為無定形石墨、隱晶石墨、土狀石墨，晶質小於1μm，其特點在於由小晶粒團聚而成為聚晶體，原礦品位高，一般含碳量在50%以上，郴州魯塘礦礦石含碳量達到80%以上。
微晶石墨用作鋰離子電池的負極材料具有較高的嵌鋰容量和循環穩定性，並且資源豐富、價格低廉，對天然微晶石墨進行改性處理以應用到高能鋰離子電池中是中國石墨產業升級的有效途徑之一。同樣，鱗片石墨也可以用於鋰離子電池的負極材料，但是必須要解決石墨在儲電過程中的脹縮問題，否則它會直接影響電池的使用壽命。
二、微晶石墨的整形
微晶石墨顆粒內部是由許許多多取向無序的晶粒組成的，因此在微晶石墨球形化的過程中，極易產生粉碎現象，大多數顆粒被粉碎成10μm以下的細小顆粒。這些細小顆粒對石墨的負極性能是不利的。鋰離子電池用天然石墨要求比表面積小、振實密度高、顆粒均勻，以提高其負極性能，這就要求顆粒粒度分布窄、表面光潔、球形度高。天然石墨必須經過粉體深加工，使其達到鋰離子電池的使用要求，然而，通過普通機械粉碎方式很難達到這些要求。本文以化學法提純後的微晶石墨為原料（其純度C≥99.5%），對攪拌磨系統的微晶石墨整形效果進行了研究。表1是本研究中使用的微晶石墨的碳含量和粒度。
圖2 GICs處理後循環性能
四、鱗片石墨用於鋰離子電池負極材料
項目組在研究將天然鱗片石墨用作負極材料時，發現天然石墨由於石墨化程度高，其充放電容量要比人工製造的中間相炭微球（MCMB）高。MCMB容量在300 mA·h左右，而鱗片石墨為340 mA·h左右。但考慮循環性能時，鱗片石墨負極要差，多次充放電後，容量損失大。究其原因，主要是充放電時石墨晶體有10% 左右的漲縮量，鱗片石墨集中在一個方向上的多次漲縮使得負極膜損壞，造成性能下降。針對這一問題，本研究提出用石墨層間化合物（GICs）原理處理，在石墨顆粒內形成微米-納米空隙，預制晶格漲縮空間，以提高循環性能。此項技術的關鍵在於緩慢有序的脫插，使插入物氣體的逸出只在石墨內造成微米-納米級的孔隙，而不能發生明顯的體積膨脹，通常採用H2SO4-GIC、MClx-GICs或其他受主型GICs，在100～300℃低溫的條件下經12～72 h的緩和脫插處理，而後對脫插後的石墨微粉進行微粒表面改性，包覆處理，製成負極材料。這樣製得的負極材料既有鱗片石墨的高容量，又具有良好的循環性能（圖2）。目前產品在電池上已進行產品性能檢測。
五、總結與展望
我國鋰離子電池產業仍將保持年平均30%以上的增長速度，2005年國內小型鋰離子電池全年產量超過10億只，石墨負極材料年需求量為5000～10000 t，世界需求量在2×104t左右，而目前供應量缺口很大。隨著電動汽車的迅速發展，鋰電池負極材料的需求將更加旺盛。
鑒於天然石墨資源豐富、價格低廉，並且具有較高的嵌鋰容量，對天然微晶石墨進行改性處理以應用到高能鋰離子電池中是國內石墨產業升級的有效途徑之一。綜合考慮造價和性能，在鋰離子電池負極材料中天然石墨最具發展潛力，但是石墨存在著一些有待解決的問題，如首次循環的不可逆容量損失、循環穩定性等問題。天然石墨改性技術的不斷發展，包括球形化處理、表麵包覆樹脂、插層/脫插的微膨化處理等，提高了石墨製品的放電容量、快速充放電能力、循環壽命等，改性天然石墨將成為高能鋰離子電池負極的首選材料。
參考文獻和資料
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An Investigation on Natural Graphite Used as an Anode Materials for Lithium-ion Batteries
Shen Wanci，Li Xinlu，Zou Lin，Kang Feiyu，Zheng Yongping
（The Laboratory of New Carbon Materials，Department of Material Science and Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China）
Abstract：The resource of natural graphite is rich in China.It will be an effective way to upgrade national graphite instry if natural graphite after modification may be used in lithium ion battery.In the research，microcrystalline graphite with high purity was sphericalized and coated with a carbon film on the surface.The initial cycle efficiency was improved to be 89.9% and the cycle stability was remarkably improved.The experi ments proved that microcrystalline graphite with carbon coating was an excellent anode material for lithium-ion battery.In addition，H2SO4-GIC technique was used to prepare the natural flake graphite powder with mild-exfoliation.It was found that sub-micro and nano pores formed in the graphite samples，that improved the reversible capacity，rate capacity and cycle life.The proct meet well the requirement of lithium-ion battery.
Key word：natural graphite，surface coating，mild-exfoliation，anode material，lithium-ion battery.
⑵ 清華大學化工系教授老師都有誰
教學科研人員（含教授、副教授、研究員、副研究員、講師、助理研究員）
曹化強 陳 超 陳 晨 陳永湘 成昌梅 程津培 程 魁
崔愛莉
丁明玉
董桂芳 段 煉 馮
琳 付
華 郭 勛
賀德華
何 彥
胡躍飛 華瑞茂 吉鵬舉 吉 岩
焦
雷
焦麗穎
巨
勇 寇會忠
李必傑 李
春 李廣濤 李景虹
李 雋
李
強
李亞棟 李艷梅
李
勇 李兆隴
梁瓊麟 梁
曉
林金明 劉冬生
劉
磊 劉 強
劉
洋
羅國安 麻
遠 彭
卿 邱
勇 邱新平 喬
娟
沙耀武
石高全 帥志剛 孫科強 孫素琴
唐
洪 陶
磊
童愛軍 王定勝
王
冬
王梅祥 王泉明 王如驥
王立鐸 王曉青
王歆燕 王
訓
王治強 危
岩
魏永革 席嬋娟 向
宇 徐柏慶 許華平
楊忠強
嚴清峰 尹 航 尹 正 尉志武 袁金穎 張德強 張復實
張四純
張新榮
張
希 張瑩瑩
章名田 趙福群 趙
亮 趙玉芬 周
群
朱永法
在我系招收研究生的教師
蔣宇揚
劉紅霞 譚春燕 高春梅 黎維彬
席靖宇
雙聘教授
陳立泉（中科院物理所研究院，中國工程院院士）
佟振合（中科院理化技術研究所研究員，中國科學院院士）
實驗技術人員
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李展平 梁 瑜 林天舒 牛麗紅 王 輝
王溢磊 尉京志 邢
志 楊成對 楊海軍 楊 錦 姚文清
於 瑩 張連慶 周
雲 庄 京 宗瑞隆
機關後勤人員
安坤平 董國利 李廣艷 李怡紅 劉 路 時
燚 宋瑞芝 魏 巍 張 虹
⑶ 求教：清華超級電容器比較厲害的是哪位教授
超級電容概念股相關上匯總：江海股份（）年5月，與日本簽署知識產權整體轉讓協議，ACT將其持有的鋰離子超級電容器全部生產技術資料及技術數據、專利權整體轉讓給，協議價萬元。該主要從事電動和混合動力汽車及其他儲能用鋰離子超級電容器的。協議中轉讓的知識產權涉及鋰離子超級電容器及模組技術的53項專利權。在深交所互動易平台上表示，超級電容器應用前景比較廣闊，主要用於新能源汽車、公交系統、軍工，購日本ACT的專利技術也是基於這方面的考慮，當前，會根據場情況考慮建設超級電容器生產線。年12月，在深交所互動平台表示已聘用超級電容器技術的核心人員全力推進研發，以盡快產業化。法拉電子()是中國最大的薄膜電容器及鋁金屬化膜生產企業，具有行業龍頭的規模經營優勢、綜合配套優勢、技術優勢和產品質量優勢，就有年產45億只薄膜電容器及金屬化膜的能力，是國內唯一一家進入世界直流薄膜電容器及金屬化膜十大生產廠商的企業。銅峰電子()主要從事薄膜電容器及相關材料的生產和。主要產品為電工薄膜、金屬化膜和薄膜電容器等。子銅峰電容器主營交流電容器、直流電容器、電力電容器、特種電容器。南洋科技()超級電容薄膜是我國最大的專業電子薄膜企業之一，主要產品為聚丙烯電子薄膜，分為「基膜」和「金屬化膜」兩大類。主導產品電容器用聚丙烯電子薄膜擁有兩大類、七個品種，產品厚度規格涵蓋了2.5～18μm的范圍。江蘇國泰（）超級電容電解液國泰華榮化工是一家以鋰電池材料、有機硅材料為發展方向的國家火炬計劃重點高新技術企業。電解液產品包括一次鋰電池電解液、二次鋰離子電池電解液、動力電池電解液和超級電容器電解液等；硅烷偶聯劑涵蓋九大系列六十多個品種。產品出口日本、美國、歐洲、澳洲等國家和地區，與行業內的國際大建立了戰略夥伴合作關系，是世界三大鋰離子電池電解液供應商之一和國內主要的硅烷偶聯劑商。新宙邦（）超級電容電解液電容器化學品：電容器化學品產品主要有鋁電解電容器化學品、固態高分子電容器化學品、超級電容器化學品。為國內鋁電解電容器化學品的龍頭企業，在規模、研發、品牌、品質和服務等方面處於領先地位，已申請多項國家發明專利，並已成為全球主要的鋁電解電容器化學品供應商之一。已成為世界主流的固態高分子電容器商的合格供應商，客戶包括NICHICON、CHEMI-CON以及鈺邦等。自主創新掌握了超級電容器電解液的關鍵技術—電解質季銨鹽合成技術及電解液配製技術，已成為全球主流的超級電容器商美國MAXWELL、REDI、韓國NESSCAP等的合格供應商。洛陽鉬業（）洛陽納米材料研究中心：年4月，與美國凱利納米鉬(CALYNANOMOLY DEELOPMENT INC.)合作成立了洛陽納米材料研究中心，致力於納米鉬領域的研發。該研究中心下設原材料合成實驗室、電化學測試實驗室和表徵實驗室，主要研究方向為：低耗能、環保的納米鉬合成技術及工業化生產；大比能量水系超級電容器研發；超級電容活性炭添加劑(SCA)的研發；混合型超級電容器研發。南都電源（）鉛炭超級電池研究：鉛炭電池是將鉛酸電池和超級電容器有效結合在一起，該項目採用多項國際前沿技術：負極採用石墨化泡沫炭技術；負極活性物質採用鉛炭技術；正極採用鈦基集流體，能夠有效降低電池重量，大幅提高電池的比能量，充電接受能力是現有產品的8倍，電池循環壽命提高4倍以上，功率提高1倍，適合於大容量儲能與混合動力汽車領域的應用。中科英華（）青海電子材料產業基地：年5月與西寧經開聯合建設青海電子材料產業基地(用募資萬元購西寧經開持有的青海電子材料產業發展萬股國有股權)，項目佔地約畝，總投資預計30億元，雙方將共同努力引進投資人實現投資，建成銅箔、覆銅板、印刷線路板相關產品、鋰電池材料、綠色高容量電池和超級電容器等項目的產業化生產基地，項目全部建成後，「十二五」末期預計收入達億元。風帆股份（）年8月31日公告，大股東中國船舶重工集團決定通過資產並購、重組、託管或其他合適方式，將集團范圍內的電池業務統一整合至，將作為集團范圍內電池業務唯一的資本運作平台，將打造成集特種電池、汽車啟動電池、牽引電池、超級電容儲能裝置、燃料電池為一體的產業發展平台。由於該項資產整合可能涉及軍工資產，需報送、國防科工局等部委審批，存在不確定因素。城投（）碳納米管年7月，及下屬國能鋰業與清華大學(化工系)簽訂萬元石墨烯-碳納米管雜化物宏量制備技術合同。雙方將合作進行新型超級電容器用的石墨烯-碳納米管雜化物的宏量制備技術，包括所需要的催化劑、反應器、以及配套生產技術的。最終成果為電容用石墨烯-碳納米管雜化物所涉及的催化劑、反應器、產品純化技術和工藝，以紙質文件的形式提交。中國寶安（）超級電容器用石墨烯材料等正在快速推進之中。安凱客車（）超級電容電動客車生產了第三代純電動客車，使用磷酸鐵鋰電池和超級電容。超級電容具有充放電速度快、效率高、對環境污染低、循環壽命長、使用溫度范圍寬、安全性高等特點，能夠滿足車輛在啟動、爬坡等條件下的瞬時高功率需求，又可延長電池的循環使用壽命，最大限度優化電動車動力系統性能。年公成功研製國內第一台三橋純電動雙層客車，並在廣州示範運營。在「中國(杭州)國際新能源汽車產業展覽會」獲得「最具影響力新能源客車獎」和「最佳新能源大巴企業獎」。亞星客車（）超級電容電動客車新能源客車：披露推出了JSGHBE純電動客車、JSGHE混合動力客車、JSUC超級電容等系列車型。JSGHE是混合動力主推車型，可獲得國家混合動力最高補貼。JSGHBE大容量純電動客車完全由自主研發，擁有多項專利技術，最大蓄駛里程長達公里。JSUC快速充電型電動客車採用超級電容為儲能機構，通過車輛頂部的集電弓與站台頂部的電網接觸，在車輛進站上下客的短暫時間內，對車輛進行快速充電，可使車輛行駛3公里。超級電容壽命長，安全性好，能支持快速充電，大量鋪開以後，站台的改造成本均攤，總體經濟性將優於其他新能源城客車。有很多種類的想了解更加詳細的技術參數的話網路搜硬之城去那裡了解下，好過自己在這里瞎琢磨專業的地方解決專業的問題，這個都是很現實的。
⑷ 清華大學有搞靜電研究的教授嗎
在電化學腐蝕領域，最強的大學和院所是北京科技大學、中科院金屬研究所（沈陽，顧建繁研究員））、北京航空航天大學北（劉建華教授）、武漢材保所（張三平研究員）、華中科技大學（郭興蓬教授）、浙江大學（化學系張鑒清課題組）、哈工大（李寧課題組）、廈門大學、鋼鐵研究總院。以上所言，僅供參考。
⑸ 清華大學客座教授名單
清華大學客座教授有：王思敬、盧強、劉濤雄、朱邦芬。
1、王思敬，1934年12月27日生於上海，祖籍安徽，為中國工程院院士，工程地質、環境地質與岩石力學專家。
2、盧強院士，男，1959年和1964年清華大學電機系本科和研究生畢業。1985年至1986年美國ColoradoStateUniversity訪問教授，講授研究生課並科研。
3、劉濤雄，清華大學社會科學學院經濟學教授、博士生導師、社科學院黨委書記，創新發展研究院執行院長。主要研究興趣為大數據經濟分析、宏觀與產業經濟、新政治經濟學等。
4、朱邦芬1970年畢業於清華大學工程物理系，1981年獲清華大學固體物理學碩士學位，1981-2000年先後任中國科學院半導體研究所助理研究員、副研究員、研究員，2000年起任清華大學物理系教授、高等研究中心教授，2003-2010年任清華大學物理系系主任，2008-2010年任清華大學理學院院長。
(5)清華大學材料教授電池擴展閱讀
學校有教師3485人，其中45歲以下青年教師1743人。教師中具有正高級職務的1381人，具有副高級職務的1648人。
教師中有諾貝爾獎獲得者1名，圖靈獎獲得者1名，中國科學院院士51名，中國工程院院士39名，16名教授榮獲國家級「高等學校教學名師獎」，167人入選教育部長江學者獎勵計劃特聘教授，52人入選青年學者，239人獲得國家傑出青年科學基金，152人獲得優秀青年科學基金。
⑹ 我2014年考清華大學化學類的博士，主要將研究電池、電動汽車QQ925767097。一起加油，自強不息、厚德載物！
握手。。
⑺ 跪求清華大學教授名單
你去清華主頁上的「院系設置」里的「師資隊伍」里，都能看到。
⑻ 清華大學材料學院白新貴教授
他怎麼了。。。
⑼ 汪萊的清華大學電子工程系副教授
汪萊，男抄，博士，清華大學襲電子工程系副教授。 2008年，清華大學電子工程系——物理電子學專業——博士學位
2003年，清華大學電子工程系——電子科學與技術專業——學士學位 2012至今清華大學電子工程系 副教授
2010-2012 清華大學電子工程系 助理研究員
2008-2010年 清華大學電子工程系 博士後 面向國民經濟和國家安全的發展需求，圍繞第三代半導體材料——GaN基材料，開展支撐半導體照明技術、新能源技術、量子技術、納米技術、紫外探測技術、感測技術的關鍵新材料、新工藝和新器件研究。研究內容包括：
GaN基材料的MOCVD生長技術；
GaN基發光二極體；
InGaN量子點及器件；
GaN基納米材料及納米結構；
GaN基紫外光探測器和氣體、液體感測器。 2011年榮獲國家科技進步二等獎，排名第8。
⑽ 清華大學材料科學與工程系新型炭材料研究室
新型炭材料研究室隸屬於清華大學材料科學與工程系是教育部先進材料實驗室。研究室主要從事天然石墨（鱗片石墨，微晶石墨）的深加工技術，多孔炭材料的制備和表徵，及其在儲能、節能、環保、綠色製造等方面的應用研究。研究室主要有以下幾個研究方向：①石墨工藝與天然石墨深加工技術；②環保材料與吸附過濾；③儲能材料與高性能電池；④節能材料與綠色製造。
研究室自成立以來，先後承擔過國家「八五」、「九五」、「十五」科技攻關計劃項目，2 項國家「863」項目，10項國家自然科學基金項目，同時承擔了多項與科研院所、企業公司合作的橫向課題。在我國天然石墨資源的開發利用，深加工技術方面作出了貢獻，先後完成了增強柔性石墨復合材料的開發、制備和中試線實驗，膨脹石墨在吸附重油和治療創傷方面的應用等課題。目前實驗室方向主要集中在能源材料和環保材料兩個研究領域。在儲能材料領域中，主要研究天然石墨和合成炭材料在鋰離子二次電池、燃料電池和超級電容器等方面的應用。在環保材料領域中，主要研究多孔石墨材料，多孔炭材料在水處理和室內空氣凈化方面的應用。
研究室主要研究工作包括：①石墨研究：低硫膨脹石墨、柔性石墨的制備，多孔石墨對黏稠類有機液體的超吸附行為和再生技術研究，膨脹石墨基隱身材料與機理研究，石墨基燃料電池雙極板研製，天然微晶石墨和鱗片石墨用作鋰離子二次電池陽極材料的開發，核石墨研究。②其他研究：鋰離子電池正極材料研究，多孔炭材料的制備以及其對揮發性有機物和腐蝕性氣體的吸附規律研究，天然多孔礦物與碳反應過程的基本物理化學問題，室內空氣質量的評估與控制技術，超臨界環境下炭材料納米孔空間形成過程的研究，直接甲醇燃料電池研究，碳電極超級電容器研製，納米碳管隱身材料研究，等等。
研究室經過十幾年的技術儲備，已經具有完整的膨脹石墨，柔性石墨制備工藝，多孔炭材料的制備技術和孔結構控制技術，具有制備膨脹石墨和柔性石墨的成套設備，普通活化、超臨界活化裝置，吸附系統與室內空氣評價系統等。實驗室現有教授3人，副教授3人，講師1人，工程師1人。
研究室曾經獲得了1993年國家發明三等獎（陽極氧化法制備可膨脹石墨技術），2006年中國建築材料工業協會 中國硅酸鹽學會技術發明一等獎（天然石墨的深加工技術及其應用研究）。實驗室在天然石墨深加工技術及應用方面擁有14項國內外發明專利（已授權10項），其中包括2項美國發明專利（已授權），2項新型實用專利（已授權1項），7項省部級科技成果鑒定。利用這些具有自主知識產權的創新性技術，研究開發了優質可膨脹石墨材料、多孔石墨材料、柔性石墨雙極板材料、鋰離子電池石墨負極材料、高性能電池正極石墨導電材料及石墨電磁波吸收和屏蔽材料等六類新材料，其中一些新材料已經產業化，另一些具有良好的市場前景。項目成果具有顯著的經濟效益和社會效益，為我國石墨產業的現代化提供了技術基礎。在國際雜志上發表論文20篇，中文期刊上發表論文60篇。
地址：北京清華大學材料科學與工程系新型炭材料研究室 郵編：100084
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