求是力學講座 系列八

報告摘要： 

In the first part of my talk, I will review our progress in using transmission electron micrsocopy ?C scanning probe microscopy (TEM-SPM) platform to probe the electrical and mechanical properties of individual carbon nanotubes and nanowires. Individual multiwall carbon nanotubes are peeled off layer-by-layer by electric breakdown inside the TEM. This provided new insights into the transport property of nanotubes. Plastic deformation, such as superplasticity, kink motion, dislocation climb, and vacancy migration, was discovered in nanotubes. In the second part of my talk, I’ll review our progress in in-situ studies of lithium ion batteries (LIBs). We created the first nanobattery inside a TEM, allowing for real time atomic scale observations of battery charging and discharging processes. Two types of nano battery cells, one ionic liquid based, and the other all solid based, were created. The former consists of a single nanowire anode, an ionic liquid (IL) electrolyte and a bulk LiCoO2 cathode; the latter uses Li2O as a solid electrolyte and metal Li as anode. The electrochemical process induced volume changes, phase transformations, and mechanical stress were revealed in real time and at an atomic scale. The results provide understanding of the fundamental science of LIBs, guiding the development of advanced LIBs for plug-in electric vehicle applications.

報告人簡介：

燕山大學教授，博士生導師。1996 年博士畢業于中科院金屬研究所；1996年至1999 年間，于日本國家無機材料研究所、日本大阪大學先后任職；1999 年至2001 年間，于美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室做博士后；2002 年至2012 年間，于美國波斯頓學院、美國桑迪亞國家實驗室納米科技綜合中心先后做研究員，2016 年至今，于燕山大學亞穩態制備技術與科學國家重點實驗室做教授。一直以來以電子顯微鏡為主要研究手段，從事納米科學與能源科學研究工作20 多年，主持或者共同主持美國能源部和自然科學基金等項目12 項，主持經費合計約450 萬美元。在電池研究領域取得了系列原創性的研究成果，建立了多種納米科學和能源材料透射電鏡-探針顯微鏡（TEM-SPM）的原位定量測量技術，在國際上率先制造出可在高真空度電鏡中工作的鋰電池，發明了在原子尺度上實時觀察鋰離子電池充放電過程的新技術，形成了原位納米尺度電化學研究的新領域，為鋰離子電池研究提供了有效的技術手段，得到了學術界的廣泛認同和高度評價。研究成果在《Nature》、《Science》、《Physical Review Letters》、《Nature Nanotechnology》、《Nature Communications》、《Nature Methods》、《PNAS》、《Nano Letters》等雜志上發表，共發表論文204 篇，h 因子為69，總引用次數超過16000 次，在各種專業學術會議上發表特邀報告80 多次。