我中心《天然石墨的机遇和挑战》项目在第二届 IJCST 博士生国际学术论坛荣获二等奖

2024 年 10 月 25 日至 27 日，由煤科总院出版传媒集团International Journal of Coal Science & Technology（IJCST）编辑部和西安科技大学主办的第二届 IJCST 博士生国际学术论坛在西安举办。本次论坛由西安科技大学安全学院、研究生院、学科建设办公室、国际交流与合作处承办，论坛开幕式由煤炭科学研究总院出版传媒集团总经理毕永华主持。

论坛邀请了全球相关高校、科研院所矿业工程、安全科学与工程、石油工程、地质资源与地质工程、化学工程与技术等相关学科的博士生及指导教师参加，特邀相关领域院士、知名专家学者作主旨报告。协办单位涵盖了国内外众多高校和科研机构，包括安徽大学、安徽工业大学、安徽理工大学、北京化工大学等国内高校，以及 University College London、University of Oxford、Pennsylvania State University 等国外高校。

论坛设置了地质资源与工程、矿业工程、安全科学与工程、能源高效清洁利用等 4 个分论坛，来自西安交通大学、武汉大学、中山大学、中国矿业大学、西安科技大学、澳大利亚新南威尔士大学等国内外高校以及研究院所的 185 位博士研究生围绕自身研究成果，开展了报告交流。论坛组织专家评委进行点评、打分，最终评选出特等奖、一等奖、二等奖、三等奖若干名。

IJCST创刊于2014年，由中国煤炭学会主办，煤炭科学研究总院承办，采取钻石开放获取出版模式，发表地质、采矿、化工、能源、环境等领域的原创性研究成果和高质量综述。在行业内，该论坛奖项具有广泛的影响力。它吸引了全球众多高校和科研院所的关注，成为衡量博士研究生学术水平的重要标准之一。奖项的颁发，不仅展示了获奖者的优秀成果，也为整个行业树立了榜样。它促进了不同学科之间的交流与融合，推动了矿业科学等相关领域的科技创新。同时，促进了博士研究生之间的学术自由交流和深入探讨，达到了传播青年新锐思想、拓展研究视野、提高科研能力、打破学术壁垒、增强创新意识的目的。

本次论坛，我中心成员刘月华凭借《天然石墨的机遇和挑战》项目荣获二等奖，该项目工作受到十三五国家重点研发固废专项课题资助、多源石墨固废资源环境属性及资源化利用基础的资助（2020YFC1909601）。其汇报主要内容为：天然石墨因其卓越性，被视为下一代储能设备负极材料的理想选择。然而，天然石墨的低工作电压易导致电解液在负极表面分解，产生有害的副产品。同时，天然石墨的各向异性结构导致了较差的质量传输动力学和界面反应动力学，从而在平衡稳定性和快速充电方面面临着局限性。目前报道的电解质工程策略仅专注于增强固态电解质界面（SEI）处的锂离子传输，而忽略了锂离子在天然石墨层的扩散。此外，引入电解质添加剂如氟化锂盐，通常伴随着副产物HF的形成，这会影响电池寿命。迄今为止，很少有研究在快速充电和天然石墨的稳定性之间取得平衡。因此，为天然石墨构建具有优异表面性能和快速离子传输通道的先进结构是至关重要的。汇报主要讲述通过可控和可扩展的热缩聚法在天然石墨和SEI之间构建一个低LUMO（最低未占有分子轨道）能的碳分子层，该中间层含有大量强吸电子和极性官能团C-F和C-N。同时将F元素同步引入石墨层中。从分子设计层面同时调控了界面化学和电极化学，为开发高性能、低成本的快充负极提供了全新的解决方案。研究发现与电解质分解相比，中间层中的官能团具有较低的反应能垒，可以优先快速转化为富含LiF和Li3N的SEI。重要的是，极性官能团之间的电子效应和分子内协同效应使得C-F更容易转化为LiF。而石墨层中的的F原子促进了电子转移，扩大了离子传输通道和活性位点。因此，降低了每一步Li+传输能垒(包括去溶剂化，在SEI和石墨层中的扩散)，实现天然石墨负极快速充电和稳定性之间的平衡。

该汇报以清晰的逻辑、准确的数据和生动的阐述，赢得了专家评委的高度认可。她对研究问题的深入分析和解决方案的独到见解，充分体现了其扎实的专业知识和严谨的科学态度。此次获奖，不仅是对中心成员个人努力的肯定，更是对我们所在团队和研究中心的激励。这一荣誉将激励他们在未来的学术道路上继续砥砺前行，为推动相关领域的发展贡献更多的智慧和力量。