2024年12月13日上午10：00于中南大学新校区化学楼129报告厅邀请了澳门大学李海峰教授、许冠南教授、李清教授、澳门城市大学孙晶教授分别分享了题为“中子散射在固态电池中的应用:对NASICON结构的深入研究”“钾离子电池的研究进展:材料设计与固体电解质界面分析”“构建可靠的水系锌电池”“机器学习在电池材料设计中的应用:机遇、挑战和方法”的学术讲座。报告会由纪效波教授主持，来自全院相关学科的师生们聆听了各位老师的精彩讲座。

李海峰老师的报告题目是“中子散射在固态电池中的应用:对NASICON结构的深入研究”，李海峰老师的报告深入探讨了中子散射技术在固态电池领域的应用，特别是针对NASICON结构的研究。固态电池以其高能量密度、快速充电和高安全性被视为未来能源存储的前沿技术。中子散射技术因其非破坏性和高穿透性，在揭示固态电池内部机制中扮演了关键角色。报告中特别提到了中子表征方法，如弹性中子衍射和对分布函数分析，这些方法对于研究固态电解质的结构和离子传输至关重要。NASICON因其高离子电导率和化学稳定性而备受关注。最新的研究通过原位飞行时间中子衍射揭示了NASICON在470K时的关键相变温度，这一相变与离子电导率的提高密切相关。这些发现不仅强调了结构变化与NASICON性能之间的联系，也为开发高性能固态电池提供了新的方向。

许冠南副教授的讲座《钾离子电池的研究进展：材料设计与固体电解质界面分析》总结了钾离子电池（PIBs）作为锂离子电池（LIBs）的有力竞争者，在大规模储能体系中的潜力。讲座聚焦于磷基电极材料的应用，探讨了提升其容量和循环稳定性的策略，以及增强PIBs电解液的安全性。通过X射线光电子能谱（XPS）等技术，揭示了磷基负极表面固态电解质界面膜（SEI膜）的动态演化，阐释了循环稳定性改善的机制。此外，讲座还讨论了提升PIBs正极性能的方法，为钾离子电池的未来发展提供了新思路。

李清教授的讲座《构建可靠的水系锌电池》探讨了在实现“碳达峰、碳中和”目标过程中，水系锌电池作为一种安全、环保的储能解决方案的潜力。水系锌电池凭借其优异的水相兼容性和可逆性，成为大规模储能应用的有力竞争者。

报告系统分析了水系锌电池的关键组成部分，包括负极、电解液和界面，重点讨论了锌沉积-溶解行为及其在软短路等特殊状态下的表现与识别方法。李教授还阐述了提升电池循环与可靠性的策略，涵盖了电池的存储性能、温度适应性以及在变形状态下的现象分析与解决方案。通过对水系锌电池的深入研究，李教授为未来电池技术的发展提供了重要的见解，强调了在安全性和实用性方面的优势，为推动可持续储能技术的应用奠定了基础。

孙晶老师的讲座《机器学习在电池材料设计中的应用：机遇、挑战和方法》深入探讨了机器学习（ML）在先进电池材料开发中的关键作用。ML技术为电池材料的发现、性能优化和成本降低提供了加速的可能性。讲座概述了ML在预测材料特性、优化合成路径和实现电池性能多目标优化中的应用机遇。同时，讨论了ML技术面临的挑战，包括高维数据与小样本之间的矛盾、模型复杂性与准确性的平衡，以及学习结果与领域专家知识之间的整合。孙老师还介绍了ML算法的最新进展，特别是在特定电池组件中的应用，强调了计算与实验验证之间桥梁的重要性。通过这些方法，ML技术有望为电池材料领域带来革命性的变化，推动可持续和高性能储能系统设计的发展。

讲座接近尾声，各位教授和现场聆听的老师和学生进行了精彩的互动。李海峰教授对中子散射技术在电池研究中的应用向同学们作了详细介绍：

结构和离子传输研究：中子散射技术能够揭示固态电池的内在机制，尤其是在研究固态电解质结构和离子传输方面。例如，在研究NASICON结构时，中子散射技术揭示了其在470K的关键相变温度，并发现这一相变与离子电导率之间存在密切关联。材料特性预测和优化：中子散射技术可以预测材料特性和优化合成途径。中子直接与原子核相互作用，不与电子相互作用，使其能够深入材料内部，并且是一种块体和非破坏性的探针，有利于原位和现场操作研究。

有同学向李清老师问到水系锌电池在大规模储能应用中相比其他电池技术的优势，以及目前面临的主要挑战。李老师解答到水系锌电池因其高安全性、环境友好性、低成本和高理论容量等优势，在大规模储能领域显示出巨大潜力。然而，它们也面临着锌枝晶生长、体积变化、析氢腐蚀、正极材料溶解和极端温度下性能下降等挑战。为了实现水系锌电池的商业化应用，需要通过材料创新和系统优化来解决这些技术难题，以提高电池的循环稳定性和整体性能。

个人简介:李海峰教授主要从事凝聚态物理与材料科学领域的研究，在中子散射与X射线散射技术研究新型功能材料方面拥有逾20年的丰富经验。他于2009年获得德国于利希研究中心和亚琛工业大学工学博士学位，其博士论文因卓越表现荣获德国教育系统授予博士生的最高荣誉——“Borchersplakette”奖。在加入澳门大学之前，他曾担任西班牙马德里卡洛斯三世大学的玛丽·居里CONEX研究员及教授。

目前，李海峰教授是澳门大学应用物理与材料工程研究所副教授。他的研究方向主要集中在先进功能材料的开发与表征，尤其是通过助熔剂法和浮区熔解法合成多晶与单晶材料。他在中子散射领域积累了深厚的研究经验，曾在全球多家顶尖中子与同步加速器设施开展实验，包括德国的ICNS(于利希中子科学中心)、MLZ(慕尼黑中子源)，美国的SNS、HFIR、NIST和APS，法国的LLBILL和ESRF，英国的ISIS和Diamond，以及瑞士的SINQ等。通过这些设施，他开展了多次实验，深入探讨材料的微观结构、磁性相互作用、相变行为及其形成机理。

个人简介:许冠南博士，澳门大学应用物理及材料工程研究所副教授，英国皇家化学会会士。自2021年起，被连续认定为斯坦福大学/爱思唯尔认定为全球前2%的科学家。许冠南博士2009年于香港大学获电机与电子工程博士学位，其后在美国新泽西州立罗格斯大学电气与计算机工程系从事博士后研究工作，并于2009年加入了韩国釜山国立大学材料科学与工程学院。

许冠南教授在国际知名期刊发表SCI论文超250篇，包括Angewandte  Chemie International Edition、Advanced Materials、Advanced Energy Materials等。其研究工作被引用超13600余次，H因子65。获授权专利36项。许冠南教授目前是Frontiers in Materials,、Smart Materials and Devices、Material Science & Engineering International Journal等期刊的副主编。

个人简介:李清博士，澳门大学应用物理及材料工程研究院助理教授，博士生导师。在此之前，她曾是香港城市大学研资局博士后研究员。李清博士先后于中南大学获得学士学位，清华大学与香港科技大学获得双硕士学位，香港城市大学获得博士学位(香港政府奖学金获得者)。李清博士的研究重点为储能技术，高性能水系锌离子电池涵盖负极稳定性评估、电解质改性及柔性锌离子电池等方向。她以第一作者或共同第一作者身份发表了多篇高水平期刊论文，包括Nature Communications、Joule、Angewandte Chemie International Edition、 Advanced Materials、 Advanced Energy Materials、Science Bulletin和ACS Nano等。作为合作者发表60余篇论文总引用次数超过6000次，H指数为35(谷歌学术)。此外李博士还拥有两年商用锂离子电池开发的行业经验，专注于混合动力电池产品设计。

个人简介:孙晶博士为澳门城市大学数据科学学院(FDS)助理教授。2024年8月于新加坡南洋理工大学计算机与数据科学学院(CCDS)获得博士学位，导师张洁教授。2019年6月获澳门大学科技学院的硕士学位，导师刘志教授。主要从事机器学习(ML)、决策和优化在交叉领域的研究，为开发自动化的 ML提供解决方案，以应对复杂的优化和决策挑战。其研究成果发表在 TNNLS 和 UAI等国际期刊。

（一审：尹亮亮 二审：赵元超 三审：纪效波）