清华大学材料教授电池
⑴ 天然石墨用作锂离子电池负极材料的研究
沈万慈 李新禄 邹麟 康飞宇 郑永平
（清华大学材料科学与工程系，新型炭材料研究室，北京 100084）
摘要 中国具有丰富的天然石墨资源，对天然石墨进行改性处理以应用到高能锂离子电池中是中国石墨产业升级的有效途径之一。对高纯微晶石墨进行了整形和表面包覆碳膜的处理，首次循环效率提高至89.9%，循环稳定性也得到了明显改善。试验表明，表面包覆的微晶石墨是一种优良的锂离子二次电池复合负极材料。采用H2SO4-GIC石墨层间化合物技术对鳞片石墨进行预膨胀处理，在石墨颗粒内形成亚微米-纳米空隙，提高了石墨制品的放电容量、快速充放电能力及循环寿命，特别适用于高能锂离子电池的发展要求［1～11］。
关键词 天然石墨；表面包覆；预膨胀；负极材料；锂离子电池。
第一作者简介：沈万慈，清华大学材料科学与工程系教授，长期从事石墨和新碳材料的研究和开发。E-mail：[email protected]。
一、前言
中国石墨产品可分为鳞片石墨和微晶石墨两大类，鳞片石墨是指石墨晶质大于1μm，层片结构发达，但原矿品位低，一般含碳量在10%以下；微晶石墨又称为无定形石墨、隐晶石墨、土状石墨，晶质小于1μm，其特点在于由小晶粒团聚而成为聚晶体，原矿品位高，一般含碳量在50%以上，郴州鲁塘矿矿石含碳量达到80%以上。
微晶石墨用作锂离子电池的负极材料具有较高的嵌锂容量和循环稳定性，并且资源丰富、价格低廉，对天然微晶石墨进行改性处理以应用到高能锂离子电池中是中国石墨产业升级的有效途径之一。同样，鳞片石墨也可以用于锂离子电池的负极材料，但是必须要解决石墨在储电过程中的胀缩问题，否则它会直接影响电池的使用寿命。
二、微晶石墨的整形
微晶石墨颗粒内部是由许许多多取向无序的晶粒组成的，因此在微晶石墨球形化的过程中，极易产生粉碎现象，大多数颗粒被粉碎成10μm以下的细小颗粒。这些细小颗粒对石墨的负极性能是不利的。锂离子电池用天然石墨要求比表面积小、振实密度高、颗粒均匀，以提高其负极性能，这就要求颗粒粒度分布窄、表面光洁、球形度高。天然石墨必须经过粉体深加工，使其达到锂离子电池的使用要求，然而，通过普通机械粉碎方式很难达到这些要求。本文以化学法提纯后的微晶石墨为原料（其纯度C≥99.5%），对搅拌磨系统的微晶石墨整形效果进行了研究。表1是本研究中使用的微晶石墨的碳含量和粒度。
图2 GICs处理后循环性能
四、鳞片石墨用于锂离子电池负极材料
项目组在研究将天然鳞片石墨用作负极材料时，发现天然石墨由于石墨化程度高，其充放电容量要比人工制造的中间相炭微球（MCMB）高。MCMB容量在300 mA·h左右，而鳞片石墨为340 mA·h左右。但考虑循环性能时，鳞片石墨负极要差，多次充放电后，容量损失大。究其原因，主要是充放电时石墨晶体有10% 左右的涨缩量，鳞片石墨集中在一个方向上的多次涨缩使得负极膜损坏，造成性能下降。针对这一问题，本研究提出用石墨层间化合物（GICs）原理处理，在石墨颗粒内形成微米-纳米空隙，预制晶格涨缩空间，以提高循环性能。此项技术的关键在于缓慢有序的脱插，使插入物气体的逸出只在石墨内造成微米-纳米级的孔隙，而不能发生明显的体积膨胀，通常采用H2SO4-GIC、MClx-GICs或其他受主型GICs，在100～300℃低温的条件下经12～72 h的缓和脱插处理，而后对脱插后的石墨微粉进行微粒表面改性，包覆处理，制成负极材料。这样制得的负极材料既有鳞片石墨的高容量，又具有良好的循环性能（图2）。目前产品在电池上已进行产品性能检测。
五、总结与展望
我国锂离子电池产业仍将保持年平均30%以上的增长速度，2005年国内小型锂离子电池全年产量超过10亿只，石墨负极材料年需求量为5000～10000 t，世界需求量在2×104t左右，而目前供应量缺口很大。随着电动汽车的迅速发展，锂电池负极材料的需求将更加旺盛。
鉴于天然石墨资源丰富、价格低廉，并且具有较高的嵌锂容量，对天然微晶石墨进行改性处理以应用到高能锂离子电池中是国内石墨产业升级的有效途径之一。综合考虑造价和性能，在锂离子电池负极材料中天然石墨最具发展潜力，但是石墨存在着一些有待解决的问题，如首次循环的不可逆容量损失、循环稳定性等问题。天然石墨改性技术的不断发展，包括球形化处理、表面包覆树脂、插层/脱插的微膨化处理等，提高了石墨制品的放电容量、快速充放电能力、循环寿命等，改性天然石墨将成为高能锂离子电池负极的首选材料。
参考文献和资料
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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 清华大学化工系教授老师都有谁
教学科研人员（含教授、副教授、研究员、副研究员、讲师、助理研究员）
曹化强 陈 超 陈 晨 陈永湘 成昌梅 程津培 程 魁
崔爱莉
丁明玉
董桂芳 段 炼 冯
琳 付
华 郭 勋
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胡跃飞 华瑞茂 吉鹏举 吉 岩
焦
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勇 寇会忠
李必杰 李
春 李广涛 李景虹
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李
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李
勇 李兆陇
梁琼麟 梁
晓
林金明 刘冬生
刘
磊 刘 强
刘
洋
罗国安 麻
远 彭
卿 邱
勇 邱新平 乔
娟
沙耀武
石高全 帅志刚 孙科强 孙素琴
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王
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王梅祥 王泉明 王如骥
王立铎 王晓青
王歆燕 王
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岩
魏永革 席婵娟 向
宇 徐柏庆 许华平
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严清峰 尹 航 尹 正 尉志武 袁金颖 张德强 张复实
张四纯
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亮 赵玉芬 周
群
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双聘教授
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燚 宋瑞芝 魏 巍 张 虹
⑶ 求教：清华超级电容器比较厉害的是哪位教授
超级电容概念股相关上汇总：江海股份（）年5月，与日本签署知识产权整体转让协议，ACT将其持有的锂离子超级电容器全部生产技术资料及技术数据、专利权整体转让给，协议价万元。该主要从事电动和混合动力汽车及其他储能用锂离子超级电容器的。协议中转让的知识产权涉及锂离子超级电容器及模组技术的53项专利权。在深交所互动易平台上表示，超级电容器应用前景比较广阔，主要用于新能源汽车、公交系统、军工，购日本ACT的专利技术也是基于这方面的考虑，当前，会根据场情况考虑建设超级电容器生产线。年12月，在深交所互动平台表示已聘用超级电容器技术的核心人员全力推进研发，以尽快产业化。法拉电子()是中国最大的薄膜电容器及铝金属化膜生产企业，具有行业龙头的规模经营优势、综合配套优势、技术优势和产品质量优势，就有年产45亿只薄膜电容器及金属化膜的能力，是国内唯一一家进入世界直流薄膜电容器及金属化膜十大生产厂商的企业。铜峰电子()主要从事薄膜电容器及相关材料的生产和。主要产品为电工薄膜、金属化膜和薄膜电容器等。子铜峰电容器主营交流电容器、直流电容器、电力电容器、特种电容器。南洋科技()超级电容薄膜是我国最大的专业电子薄膜企业之一，主要产品为聚丙烯电子薄膜，分为“基膜”和“金属化膜”两大类。主导产品电容器用聚丙烯电子薄膜拥有两大类、七个品种，产品厚度规格涵盖了2.5～18μm的范围。江苏国泰（）超级电容电解液国泰华荣化工是一家以锂电池材料、有机硅材料为发展方向的国家火炬计划重点高新技术企业。电解液产品包括一次锂电池电解液、二次锂离子电池电解液、动力电池电解液和超级电容器电解液等；硅烷偶联剂涵盖九大系列六十多个品种。产品出口日本、美国、欧洲、澳洲等国家和地区，与行业内的国际大建立了战略伙伴合作关系，是世界三大锂离子电池电解液供应商之一和国内主要的硅烷偶联剂商。新宙邦（）超级电容电解液电容器化学品：电容器化学品产品主要有铝电解电容器化学品、固态高分子电容器化学品、超级电容器化学品。为国内铝电解电容器化学品的龙头企业，在规模、研发、品牌、品质和服务等方面处于领先地位，已申请多项国家发明专利，并已成为全球主要的铝电解电容器化学品供应商之一。已成为世界主流的固态高分子电容器商的合格供应商，客户包括NICHICON、CHEMI-CON以及钰邦等。自主创新掌握了超级电容器电解液的关键技术—电解质季铵盐合成技术及电解液配制技术，已成为全球主流的超级电容器商美国MAXWELL、REDI、韩国NESSCAP等的合格供应商。洛阳钼业（）洛阳纳米材料研究中心：年4月，与美国凯利纳米钼(CALYNANOMOLY DEELOPMENT INC.)合作成立了洛阳纳米材料研究中心，致力于纳米钼领域的研发。该研究中心下设原材料合成实验室、电化学测试实验室和表征实验室，主要研究方向为：低耗能、环保的纳米钼合成技术及工业化生产；大比能量水系超级电容器研发；超级电容活性炭添加剂(SCA)的研发；混合型超级电容器研发。南都电源（）铅炭超级电池研究：铅炭电池是将铅酸电池和超级电容器有效结合在一起，该项目采用多项国际前沿技术：负极采用石墨化泡沫炭技术；负极活性物质采用铅炭技术；正极采用钛基集流体，能够有效降低电池重量，大幅提高电池的比能量，充电接受能力是现有产品的8倍，电池循环寿命提高4倍以上，功率提高1倍，适合于大容量储能与混合动力汽车领域的应用。中科英华（）青海电子材料产业基地：年5月与西宁经开联合建设青海电子材料产业基地(用募资万元购西宁经开持有的青海电子材料产业发展万股国有股权)，项目占地约亩，总投资预计30亿元，双方将共同努力引进投资人实现投资，建成铜箔、覆铜板、印刷线路板相关产品、锂电池材料、绿色高容量电池和超级电容器等项目的产业化生产基地，项目全部建成后，“十二五”末期预计收入达亿元。风帆股份（）年8月31日公告，大股东中国船舶重工集团决定通过资产并购、重组、托管或其他合适方式，将集团范围内的电池业务统一整合至，将作为集团范围内电池业务唯一的资本运作平台，将打造成集特种电池、汽车启动电池、牵引电池、超级电容储能装置、燃料电池为一体的产业发展平台。由于该项资产整合可能涉及军工资产，需报送、国防科工局等部委审批，存在不确定因素。城投（）碳纳米管年7月，及下属国能锂业与清华大学(化工系)签订万元石墨烯-碳纳米管杂化物宏量制备技术合同。双方将合作进行新型超级电容器用的石墨烯-碳纳米管杂化物的宏量制备技术，包括所需要的催化剂、反应器、以及配套生产技术的。最终成果为电容用石墨烯-碳纳米管杂化物所涉及的催化剂、反应器、产品纯化技术和工艺，以纸质文件的形式提交。中国宝安（）超级电容器用石墨烯材料等正在快速推进之中。安凯客车（）超级电容电动客车生产了第三代纯电动客车，使用磷酸铁锂电池和超级电容。超级电容具有充放电速度快、效率高、对环境污染低、循环寿命长、使用温度范围宽、安全性高等特点，能够满足车辆在启动、爬坡等条件下的瞬时高功率需求，又可延长电池的循环使用寿命，最大限度优化电动车动力系统性能。年公成功研制国内第一台三桥纯电动双层客车，并在广州示范运营。在“中国(杭州)国际新能源汽车产业展览会”获得“最具影响力新能源客车奖”和“最佳新能源大巴企业奖”。亚星客车（）超级电容电动客车新能源客车：披露推出了JSGHBE纯电动客车、JSGHE混合动力客车、JSUC超级电容等系列车型。JSGHE是混合动力主推车型，可获得国家混合动力最高补贴。JSGHBE大容量纯电动客车完全由自主研发，拥有多项专利技术，最大蓄驶里程长达公里。JSUC快速充电型电动客车采用超级电容为储能机构，通过车辆顶部的集电弓与站台顶部的电网接触，在车辆进站上下客的短暂时间内，对车辆进行快速充电，可使车辆行驶3公里。超级电容寿命长，安全性好，能支持快速充电，大量铺开以后，站台的改造成本均摊，总体经济性将优于其他新能源城客车。有很多种类的想了解更加详细的技术参数的话网络搜硬之城去那里了解下，好过自己在这里瞎琢磨专业的地方解决专业的问题，这个都是很现实的。
⑷ 清华大学有搞静电研究的教授吗
在电化学腐蚀领域，最强的大学和院所是北京科技大学、中科院金属研究所（沈阳，顾建繁研究员））、北京航空航天大学北（刘建华教授）、武汉材保所（张三平研究员）、华中科技大学（郭兴蓬教授）、浙江大学（化学系张鉴清课题组）、哈工大（李宁课题组）、厦门大学、钢铁研究总院。以上所言，仅供参考。
⑸ 清华大学客座教授名单
清华大学客座教授有：王思敬、卢强、刘涛雄、朱邦芬。
1、王思敬，1934年12月27日生于上海，祖籍安徽，为中国工程院院士，工程地质、环境地质与岩石力学专家。
2、卢强院士，男，1959年和1964年清华大学电机系本科和研究生毕业。1985年至1986年美国ColoradoStateUniversity访问教授，讲授研究生课并科研。
3、刘涛雄，清华大学社会科学学院经济学教授、博士生导师、社科学院党委书记，创新发展研究院执行院长。主要研究兴趣为大数据经济分析、宏观与产业经济、新政治经济学等。
4、朱邦芬1970年毕业于清华大学工程物理系，1981年获清华大学固体物理学硕士学位，1981-2000年先后任中国科学院半导体研究所助理研究员、副研究员、研究员，2000年起任清华大学物理系教授、高等研究中心教授，2003-2010年任清华大学物理系系主任，2008-2010年任清华大学理学院院长。
(5)清华大学材料教授电池扩展阅读
学校有教师3485人，其中45岁以下青年教师1743人。教师中具有正高级职务的1381人，具有副高级职务的1648人。
教师中有诺贝尔奖获得者1名，图灵奖获得者1名，中国科学院院士51名，中国工程院院士39名，16名教授荣获国家级“高等学校教学名师奖”，167人入选教育部长江学者奖励计划特聘教授，52人入选青年学者，239人获得国家杰出青年科学基金，152人获得优秀青年科学基金。
⑹ 我2014年考清华大学化学类的博士，主要将研究电池、电动汽车QQ925767097。一起加油，自强不息、厚德载物！
握手。。
⑺ 跪求清华大学教授名单
你去清华主页上的“院系设置”里的“师资队伍”里，都能看到。
⑻ 清华大学材料学院白新贵教授
他怎么了。。。
⑼ 汪莱的清华大学电子工程系副教授
汪莱，男抄，博士，清华大学袭电子工程系副教授。 2008年，清华大学电子工程系——物理电子学专业——博士学位
2003年，清华大学电子工程系——电子科学与技术专业——学士学位 2012至今清华大学电子工程系 副教授
2010-2012 清华大学电子工程系 助理研究员
2008-2010年 清华大学电子工程系 博士后 面向国民经济和国家安全的发展需求，围绕第三代半导体材料——GaN基材料，开展支撑半导体照明技术、新能源技术、量子技术、纳米技术、紫外探测技术、传感技术的关键新材料、新工艺和新器件研究。研究内容包括：
GaN基材料的MOCVD生长技术；
GaN基发光二极管；
InGaN量子点及器件；
GaN基纳米材料及纳米结构；
GaN基紫外光探测器和气体、液体传感器。 2011年荣获国家科技进步二等奖，排名第8。
⑽ 清华大学材料科学与工程系新型炭材料研究室
新型炭材料研究室隶属于清华大学材料科学与工程系是教育部先进材料实验室。研究室主要从事天然石墨（鳞片石墨，微晶石墨）的深加工技术，多孔炭材料的制备和表征，及其在储能、节能、环保、绿色制造等方面的应用研究。研究室主要有以下几个研究方向：①石墨工艺与天然石墨深加工技术；②环保材料与吸附过滤；③储能材料与高性能电池；④节能材料与绿色制造。
研究室自成立以来，先后承担过国家“八五”、“九五”、“十五”科技攻关计划项目，2 项国家“863”项目，10项国家自然科学基金项目，同时承担了多项与科研院所、企业公司合作的横向课题。在我国天然石墨资源的开发利用，深加工技术方面作出了贡献，先后完成了增强柔性石墨复合材料的开发、制备和中试线实验，膨胀石墨在吸附重油和治疗创伤方面的应用等课题。目前实验室方向主要集中在能源材料和环保材料两个研究领域。在储能材料领域中，主要研究天然石墨和合成炭材料在锂离子二次电池、燃料电池和超级电容器等方面的应用。在环保材料领域中，主要研究多孔石墨材料，多孔炭材料在水处理和室内空气净化方面的应用。
研究室主要研究工作包括：①石墨研究：低硫膨胀石墨、柔性石墨的制备，多孔石墨对黏稠类有机液体的超吸附行为和再生技术研究，膨胀石墨基隐身材料与机理研究，石墨基燃料电池双极板研制，天然微晶石墨和鳞片石墨用作锂离子二次电池阳极材料的开发，核石墨研究。②其他研究：锂离子电池正极材料研究，多孔炭材料的制备以及其对挥发性有机物和腐蚀性气体的吸附规律研究，天然多孔矿物与碳反应过程的基本物理化学问题，室内空气质量的评估与控制技术，超临界环境下炭材料纳米孔空间形成过程的研究，直接甲醇燃料电池研究，碳电极超级电容器研制，纳米碳管隐身材料研究，等等。
研究室经过十几年的技术储备，已经具有完整的膨胀石墨，柔性石墨制备工艺，多孔炭材料的制备技术和孔结构控制技术，具有制备膨胀石墨和柔性石墨的成套设备，普通活化、超临界活化装置，吸附系统与室内空气评价系统等。实验室现有教授3人，副教授3人，讲师1人，工程师1人。
研究室曾经获得了1993年国家发明三等奖（阳极氧化法制备可膨胀石墨技术），2006年中国建筑材料工业协会 中国硅酸盐学会技术发明一等奖（天然石墨的深加工技术及其应用研究）。实验室在天然石墨深加工技术及应用方面拥有14项国内外发明专利（已授权10项），其中包括2项美国发明专利（已授权），2项新型实用专利（已授权1项），7项省部级科技成果鉴定。利用这些具有自主知识产权的创新性技术，研究开发了优质可膨胀石墨材料、多孔石墨材料、柔性石墨双极板材料、锂离子电池石墨负极材料、高性能电池正极石墨导电材料及石墨电磁波吸收和屏蔽材料等六类新材料，其中一些新材料已经产业化，另一些具有良好的市场前景。项目成果具有显著的经济效益和社会效益，为我国石墨产业的现代化提供了技术基础。在国际杂志上发表论文20篇，中文期刊上发表论文60篇。
地址：北京清华大学材料科学与工程系新型炭材料研究室 邮编：100084
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