刘志宏

男， 江汉大学 光电材料与技术学院 光电材料与器件教育部重点实验室， 教授/研究员/教授级高工或同等级别

学习/工作经历

1995,9-1999,7 武汉理工大学资环学院 环境工程专业 本科生；
1999,9-2002,7 武汉理工大学资环学院 环境工程专业 硕士研究生；
2002,9-2005,7 中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室 博士生研究生；
2005,12-2008,11 德国马普高分子研究所Max-Planck-Institute for Polymer Research，德国马普奖学金，博士后访问学者；
2008,12-2017,4 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 研究员，博士生导师；
2017,5-至今 江汉大学 光电化学材料与器件教育部重点实验室 新能源材料系 湖北省“楚天学者”特聘教授，博士生导师；

研究领域和兴趣

新能源材料与器件

主要业绩

刘志宏教授二十多年来一直从事功能有机和功能高分子材料及其在新能源材料和器件领域中应用基础研究，主持了国家基金委，省部级以及国内外大中型企业项目18项，经费近1500万元；在 Advanced Energy Materials , Advanced sciences, Energy & Environmental Materials, Journal of Materials Chemistry A, ACS Applied Materials & Interfaces,Journal of Power Sources等期刊发表高水平SCI论文140多篇，获中国专利授权6项。获得多项重要科研成果并部分成功完成产业化转化。主要致力于高安全性电池隔膜，单离子导体电解质和固态聚合物电解质以及高附加值高分子化学品的研究。
（1）巯基-丙烯酸酯点击反应原位聚合固态电解质：固态电池的研发是全球电池研究机构和新能源汽车公司竞相争夺的制高点。其中固态电解质是固态电池的关键组分，目前已有的固态电解质性质仍不理想，室温离子电导率低和固/固界面阻抗高是实现高性能全固态电池的瓶颈问题。工作室最近研发了新型含硫系聚合物固态电解质。通过巯基-丙烯酸酯点击反应原位生成无定形含硫聚合物固态电解质，室温离子电导率高达2.7-3.0×10-5 Scm-1，锂离子迁移数为0.4。硫醚键具有较长的C-S键长（1.81Å），更低电负性（2.58）和适度配位作用，有助于链段运动并实现优异的室温离子电导率。这些优势表明了巯基-丙烯酸酯点击反应是非常有效的原位制备高性能固体聚合物电解质的策略。部分研究成果发表在国际电池领域期刊Journal of Power Sources 2020, 456, 228024。
（2）高压电场诱导排列构筑3D有序锂离子通道：在聚合物固态复合电解质的研究中，首次采用高压电场使聚合物和纳米粒子发生有序相分离，进而沿特定方向取向并排列成有序结构。这种有序结构为离子传输提供三维连续通道，显著提高了固态复合电解质的导电率。其研究成果在国际材料领域权威期刊ACS Applied Materials & Interfaces 2018, 10, 15691–15696和Materials & Design 2020, 192, 108753上发表。相关成果已多次被斯坦福大学和清华大学的知名教授在其研究论文中正面引用。
（3）高安全性锂离子电池隔膜研究：传统的聚烯烃隔膜具有热稳定性差等瓶颈问题导致电池温度高时容易发生热收缩而导致短路事故。申请人采用了同轴高压静电纺丝的技术制备了“刚柔并济”的纤维素基，聚酰亚胺基和聚酰胺基复合锂离子电池隔膜，具有离子电导率高，浸润性好，热稳定性优异等优点，大幅降低了高温条件下电池发生短路导致热失控的风险。该方面研究成果突出，得到跨国公司德国朗盛化学的大力资助。
（4）高性能芳纶涂层隔膜中试研究：设计合成了全水性芳纶环保浆料，工艺过程无溶剂无污染，涂布工艺安全环保，优于目前主流的油性涂布工艺，所涂布的隔膜耐热性能大幅度提高，目前在进行中试放大研究。
（5）耐高温型聚合硼酸锂单离子导体电解质研究： 现有的锂离子电解质都是双离子导体，锂离子迁移数低，只有0.33左右，远低于阴离子的迁移数0.66；大量的阴离子迁移和界面聚集会导致界面浓度极化和界面副反应。申请人巧妙设计与合成了一系列新型主链型聚合硼酸锂盐单离子导体并研究了其聚合物电解质的电化学性能，结果表明该聚合物电解质具有高温性好，锂离子迁移数高达0.93以上等优点。研究成果受邀在2015年第18届全国电化学大会和2015年全国高分子学术论文报告会上作口头报告，并受邀撰写高影响力综述论文（Coordination Chemistry Reviews, 2015, 292, 56-73）。相关成果还得到中国“锂电之父”陈立泉院士等专家的称赞。
（6）新型聚碳酸酯电解质及固态电池研究：传统的PVDF-HFP聚合物电解质采用了复杂的Bellcore工艺，现有PEO基聚合物固态电解质具有室温离子电导率低，电化学稳定窗口窄等瓶颈问题。申请人率先在国内开展了新型聚碳酸酯电解质和原位固化工艺等研究，原位固化的聚碳酸酯电解质具有制造简便，室温离子电导率大幅提高，电化学稳定窗口拓宽，电极界面相容性好等优势。相关的研究成果在2016年第30届化学年会和第3届青岛储能技术论坛暨第2届全国固态电池技术会议等汇报，受到国内相关学者的广泛好评.
（7）深海高性能油田化学品的研发：申请人带领团队历经5年艰苦研究，与中国海洋石油公司共同攻关，开发出页岩抑制剂、低分子量钻屑包被剂和高效防泥包润滑剂三种新型深水钻井液添加剂并连续实现中试生产，已经在我国南海油田推广应用，打破了国外深海环保钻井液技术垄断，对我国深海能源开发具有重大意义。中科院和中国科学报等媒体都进行了重点报道。
（8）高性能PBO纤维单体的设计与合成研究：PBO纤维被誉为21世纪超级纤维，在航天航空国防军工领域具有重要的应用地位。目前只有日本的东洋纺生产，对我国实行技术封锁。申请人与旭阳煤化工研究院合作进行单体的设计与合成等小试研究工作，最终得到高纯度的单体。

代表成果

[1] Yichun Zhao, Lin Fan, Biao Xiao, Shaojun Cai, Jingchao Chai, Xueqing Liu*, Jiyan Liu*, Zhihong Liu,* Preparing 3D
perovskite Li0.33La0.557TiO3 nanotubes framework via facile coaxial electro-spinning towards reinforced solid polymer
electrolyte, Energy & Environment Materials, 2023, Accepted.
[2]Yanqing Wang, Rui Xu, Bowen Xiao, Dong Lv, Yu Peng, Yun Zheng, Yanghuan Shen, Jingchao Chai*, Xiaohua Lei, Shiyu Luo, Xinyi Wang, Xinmiao Liang*, Jiwen Feng, Zhihong Liu*, A poly(1,3-dioxolane) based deep-eutectic polymer electrolyte for high performance ambient polymer lithium battery, Materials Today Physics 22 (2022) 100620.
[3]Rui Xu, Bowen Xiao, Ce Xuan, Shuyu Gao, Jingchao Chai,* Shujian Liu, Yang Chen, Yun Zheng,,Xin Cheng, Qingzhong Guo,* and Zhihong Liu*, Facile and Powerful In Situ Polymerization Strategy for Sulfur-Based All-Solid Polymer Electrolytes in Lithium Batteries, ACS Applied Materials & Interfaces 2021, 13, 34274−34281.
[4]Ce Xuan, Shuyu Gao, Yanqing Wang, Qingliang You, Xueqing Liu, Jiyan Liu, Rui Xu, Kun Yang, Shaokai Cheng, Zhihong Liu*, and Qingzhong Guo*, In-situ generation of high performance thiol-conjugated solid polymer electrolytes via reliable thiol-acrylate click chemistry,Journal of Power Sources 2020, 456, 228024.
[5]Xueqing Liu, Sha Peng, Shuyu Gao, Yuancheng Cao, Qingliang You, Liyong Zhou, Yongcheng Jin, Zhihong Liu*, and Jiyan Liu*，Electric-field directed parallel alignment architecting 3D lithium ion pathways within solid composite electrolyte，ACS Applied Materials & Interfaces 2018, 10 (18), 15691–15696.
[6]Cuicui Li, Bingsheng Qin, Yunfeng Zhang,* Alberto Varzi, Stefano Passerini,* Jiaying Wang, Jiaming Dong, Danli Zeng, Zhihong Liu*, and Hansong Cheng. Single-Ion Conducting Electrolyte Based on Electrospun Nanofibers for High-Performance Lithium Batteries, Advanced Energy Materials . 2019, 9, 1803422.
[7]Yanyan Cui, Xinmiao Liang, Jingchao Chai, Zili Cui, Qinglei Wang, Weisheng He, Xiaochen Liu, Zhihong Liu*, Guanglei Cui*, Jiwen Feng, High performance solid polymer electrolytes for rechargeable batteries: A self-catalyzed strategy towards facile synthesis, Advanced Science 2017, 201700174.
[8]Jingchao Chai, Zhihong Liu*, Jun Ma, Jia Wang, Xiaochen Liu, Haisheng Liu, Jianjun Zhang, Weisheng He, Guanglei Cui* and Liquan Chen, In-situ Generation of Poly (vinylene carbonate) Solid Electrolyte with Interfacial Stability for High Voltage LiCoO2 Lithium, Advanced Science 2016, 201600377.
[9] Zhihong Liu‡; Jingchao Chai‡; Gaojie Xu; Qingfu Wang; Guanglei Cui, Functional lithium borate salts and their potential application in high performance lithium batteries, Coordination Chemistry Reviews, 2015, 292, 56-73.
[10]Bingsheng Qin, Zhihong Liu*, Jie Zheng, Pu Hu, Guoliang Ding, Chuanjian Zhang, Jianghui Zhao, Desheng Kong, Guanglei Cui*, Single-ion dominantly conducting polyborates towards high performance electrolytes in lithium batteries，Journal of Materials Chemistry A, 2015, 3, 7773-7779.

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