他成功制备适于规模化生产的LiVPO4F

北京最有名的治疗白癜风医院 http://m.39.net/pf/bdfyy/bjzkbdfyy/

蒋发有说:“我们没有必要拘泥于研究生只能做科研,我们还有很多的事可以去做,这些都是生活。”

而他也在用研究生生活在践行着自己的理念,阅读古籍,寻求旷然之境界;参与学生工作,与人接触交流;投入社会实践,助人助己。在他看来,只要是任何领域能有所收获,能学到东西的事情,都愿意尝试。

No.1敲开第一性原理研究的大门年,蒋发有以优异的成绩进入成都理工大学材料与化学化工学院材料科学与工程专业攻读硕士研究生。结合自己的兴趣爱好与导师的建议,蒋发有将锂离子电池的氟磷酸钒锂正极材料的第一性原理研究确定为自己的研究目标。锂离子电池,以其优质的物理化学性质,被广泛应用于各个领域。而正极材料则是锂离子电池的重要组成部分,对于锂离子电池的使用起着至关重要的作用。在现有的正极材料中,新型正极材料氟磷酸钒锂(LiVPO4F)拥有结构稳定、循环性能好、工作电压高、能量密度大等优点,被视为具有良好商业化前景的一种锂离子电池正极候选材料。但是,它的纯相较难合成、电子电导率较低等缺陷也影响其更大规模的产业化。这也成为了蒋发有选择该领域进行研究的重要动力——对材料进行改性,提高电池材料正极的电化学性能!所谓的“第一性原理”即不经过任何的经验参数,通过研究物质的“第一性”来探究其本质的特征。蒋发有希望通过自己的研究改善氟磷酸钒锂正极材料的性质,使更优良性质的锂离子电池落到实地,进行规模化、工业化生产,推动可再生资源的发展与运用。而通过第一性原理计算软件VASP构建过渡金属掺杂结构模型,可以找寻最佳掺杂元素,这样一来,也就改善了氟磷酸钒锂正极材料低电导率、循环稳定性差的不良性质。但是做这个试验,需要在计算机上敲代码来远程控制超级计算机,进行材料建模,从而得出结果。而VASP——原子尺度材料模拟的计算机程序包需要在linux开源系统下操作才能够运行。这对蒋发有来说,是完全陌生的领域和全新的挑战,所有一切都是从0开始。为了“啃下”VASP软件这块“硬骨头”,蒋发有到处请教有经验的学长学姐、加科研群、浏览科研论坛、上网观看学习视频、学习相关延伸的理论知识、拜访老师……花了近三个月的时间,蒋发有终于学会了软件的上手操作,跨过了入门的门槛,敲开了第一性原理研究的大门。No.2实现从理论到实践的突破经过大量的文献阅读、模型构建、数据分析,蒋发有通过在理论上对于氟磷酸钒锂不同掺杂结构的预测,得出了铁是氟磷酸钒锂的最佳掺杂元素的研究成果。单有理论研究还远远不够,不付诸实践,科研成果很难落地,必须要结合实际,通过实验进行进一步的完善。于是在结束一段研究旅程后,蒋发有踏上了实验研究的征程。迄今为止,还没有研究人员对于LiVPO4F过渡元素掺杂的第一性原理进行文献报道,对于LiVPO4F掺杂改性的机理也缺乏进一步的报道,可以说是毫无经验参考。但是蒋发有已经攻克了理论最艰难的部分,他不愿止步于此。为了通过掺杂改性实验来研究过渡元素掺杂对LiVPO4F的循环稳定性和电导率性质的影响,蒋发有泡在了实验室,从LiVPO4F材料的制备入手。LiVPO4F是一种Tavorite结构,制备不是一件易事,很难生成纯相。蒋发有先后采用溶胶凝胶法、水热法、两步固相法,都还是掺杂了不需要的杂质。他继续查阅大量的文献资料,终于在一篇文献看到:提供充足的氟源,LiVPO4F便可以在富氟的环境下生成纯相。脑海中“叮~~”一下,仿佛点亮了一个新的灯泡,蒋发有开始改进固相法,数月间,数不清失败了多少次,终于,成功制备出纯相的LiVPO4F,并对其进行了Fe掺杂改性实验探究。

功夫不负有心人。在取得这一步的突破后,蒋发有采用XRD、SEM、XPS、电化学测试等一系列测试分析,探究铁掺杂浓度对材料电化学性能的影响,与第一性原理的理论计算结果得到了相互验证,将理论得出的结论运用到实验中,最终在实验里成功验证了理论成果。

No.3落笔,生花

从理论计算到实验掺杂改性,蒋发有通过理论阶段的计算确定了掺杂元素为Fe最好;在实验阶段制备纯相材料、掺Fe元素,最终完成性能测试,并与计算相互验证。在发表SCI论文时,蒋发有前后修改近数十次。而这背后是多达两百多篇论文的详尽分析,只有这样才可能确保文章的每一句话都有理论支撑。不仅如此,他还要克服用全英文写作的困难。可即便是如此,提起在发表文章、做实验和理论研究时面临的那些不可控,甚至是未知的结果时,蒋发有表示:“没有过放弃的想法,无论怎样选择,都会经历困难、迷茫与痛苦。”这种时刻,他往往会选择自我调节。蒋发有具有一种文人墨客的雅致。每当研究遇到瓶颈时,他自我调节的方式是翻开古文诗书,沉静自在书中。他读《王阳明传习录》,追寻“人心如花木,皆向阳所生”的旷然境界。他也读《论语》《鬼谷子》。儒家的“言念君子、温其如玉”,佛家的“无执无我、莫向外求”,道家的“希言自然、不避虚舟”,这些闪烁着古人智慧结晶的文学作品总能舒缓他紧张的神经。对蒋发有而言,沉静在书中,那自在则纸笔间。“半杯清茶一卷书,闲吟经卷梦清都。秋雨入砚风推笔,仙山罗浮入画幅。”落笔,生花,他的心中所感皆在句间,以此获得内心的自在。他并不仅仅只是埋头专攻科研,他是个“非典型理科生”。在兼顾科研任务的同时,蒋发有还是班级班长、研究生助管、志愿者……连续两年,他都参与了艺术生选拔考试组织工作,每次持续一个月左右的时间。对于每一次的志愿工作,他都真诚以待。“届艺考优秀志愿者”“成都理工届学科体验营优秀志愿者”的荣誉称号就是他志愿工作最好的例证。蒋发有说:“我们没有必要拘泥于研究生只能做科研,我们还有很多的事可以去做,这些都是生活。”而他也在用研究生生活在践行着自己的理念,阅读古籍,寻求旷然之境界;参与学生工作,与人接触交流;投入社会实践,助人助己。在他看来,不管任何科学领域,只要能有所收获,能学到东西,都愿意尝试。“我不是一个人在打拼,我的身后永远会站着一群人。”回想起在成理读书的这三年,蒋发有用艰苦、感恩这两个关键词概括。即使是现在想来,深入的研究学习仍然是一段艰苦的岁月,但好在有老师、同学的陪伴。对于蒋发有而言,老师是引路人,在迷雾中指明前进的方向;师兄师姐、同学是登山杖,陪伴自己走过坎坷的山岩。如今,蒋发有已走上工作岗位,深植于心中的攀登精神未改。他仍坚定走在“材通穹宇,化定天下”的路上。

蒋发有,成都理工大学材料与化学工程学院级材料科学与工程专业硕士研究生。

硕士就读期间授权了国家发明专利——连接GH镍基高温合金与Al2O3陶瓷的方法,并以第一作者身份发表两篇SCI论文。曾获得两次研究生一等奖学金,荣获四川省大学生A级素质证书、校优秀毕业生、优秀研究生干部、优秀研究生、四川省届艺考优秀志愿者、研究生党员骨干培训班优秀学员等荣誉。

来源:成都理工大学出品丨党委宣传部文丨杨谨羽徐楚陈俊邑李乐欣排版丨李忻然衡相霖(实习)编辑丨胡雨涵王潇校审丨赵一蕾责任编辑丨张爱艾



转载请注明地址:http://www.1xbbk.net/jwbys/4106.html


  • 上一篇文章:
  • 下一篇文章:
  • 网站简介 广告合作 发布优势 服务条款 隐私保护 网站地图 版权声明
    冀ICP备19027023号-7