教育和工作经历

2023.09-至今         中国科学院金属研究所 先进炭材料研究部  副研究员 

2020.07-2023.09      中国科学院金属研究所 先进炭材料研究部  助理研究员

2018.10-2019.11      美国马里兰大学 化学与分子生物工程      访学学者

2015.09-2020.06      清华大学       化学工程与技术          博士学位

极端环境电化学储能电池

重要科研成果

极端环境储能电池研究有助于新能源汽车和规模储能在辽宁地区的发展和推广，并可推动锂电池在极地科考、深空探测等极端条件下的应用，符合国家的重大需求和我省重点布局方向。团队提出了电解液中的氧键设计策略，实现了锂金属电池在低温环境下优异的性能。研究发现电解液溶剂氧键的键能与离子配位、界面传输性能紧密相关，经过大量筛选，获得了弱氧键的四氢呋喃基醚类溶剂，并阐明了不同氧键的砜（S=O）、酯（C=O）、醚（C-O）类溶剂对电解液结构和温度适应性的影响规律。在此基础上，利用氢氟醚共溶剂与醚类溶剂分子间的氢键作用，削弱锂离子与四氢呋喃基醚类溶剂中氧配体的相互作用，构建了低温稳定的电解液结构，显著提高了电极/电解液界面反应动力学和界面稳定性。基于上述策略设计的低温电解液，实现了锂金属电池在室温、零下20^oC和零下40^oC环境下循环150圈均无明显寿命衰减，并构建了安时级高性能锂金属电池，为低温锂电池用电解液设计提供了新思路。(Journal of the American Chemical Society,2024,146,18281.)

 图1. 低温电解液的设计。

(1) “第十三届中国颗粒大会”优秀青年报告奖，中国颗粒学会，2024

(2) eTransportation期刊年度优秀论文奖，eTransportation（Elsevier），2023

(3) 辽宁省“兴辽英才计划”博士后储备奖励，辽宁省人力资源和社会保障厅，2023

(4) 青年学者论坛三等奖，中国科学院金属研究所，2023

近期发表论文

(1) N. Piao#,J. Z. Wang#,X. N. Gao,R. H. Li,H. K. Zhang,G. J. Hu,Z. H. Sun,X. L. Fan,H. M. Cheng,F. Li*;Designing Temperature-Insensitive Solvated Electrolytes for Low-Temperature Lithium Metal Batteries,Journal of the American Chemical Society,2024,146,18281. (封面论文)

(2) N. Piao#,P. F. Wang#,L. Chen,T. Deng,X. L. Fan,L. Wang,X. M. He*;Nonflammable All-Fluorinated Electrolytes Enabling High-Power and Long-Life LiNi0.5Mn1.5O4/Li4Ti5O12 Lithium-Ion Batteries,Nano Energy,2023,105,108040. 

(3) N. Piao,X. N. Gao,H. C. Yang,Z. Q. Guo,G. J. Hu*,H. M. Cheng,F. Li*;Challenges and Development of Lithium-ion Batteries for Low Temperature Environments,eTransportation,2022,11,100145. (ESI高被引论文)

(4) N. Piao#,S. F. Liu#,B. Zhang#,X. Ji,X. L. Fan,L. Wang,P. F. Wang,T. Jin,S. C. Liou,H. C. Yang,J. J Jiang,K. Xu,M. A. Schroeder,X. M. He*,C. S. Wang*;Lithium Metal Batteries Enabled by Synergetic Additives in Commercial Carbonate Electrolytes,ACS Energy Letters,2021,6,1839. (ESI高被引论文)

(5) S. F. Liu#,X. Ji#,N. Piao#,J. Chen,N. Eidson,J. J. Xu,P. F. Wang,L. Chen,J. X. Zhang,T. Deng,S. Hou,T. Jin,H. L. Wan,J. R. Li,J. P. Tu,C. S. Wang*;An Inorganic-Rich Solid Electrolyte Interphase for Advanced Lithium-Metal Batteries in Carbonate Electrolytes,Angewandte Chemie International Edition,2021,60,3661. (ESI高被引论文)

近期获得专利

(1) 李峰、朴楠、胡广剑、吴敏杰，一种低温锂电池用混合醚基电解液，CN202210912751.5。

(2) 李峰、高煦宁、朴楠、胡广剑、吴敏杰，一种低温锂电池羧酸酯基电解液，CN202210835476.1。

(3) 李峰、邬慧泽、朴楠、胡广剑、关思琦，一种镍锰酸锂正极的稀土元素改性方法及宽温区应用，CN202310919123.4。

学术活动

(1) 衢州能源+国际峰会，邀请报告，2024.11

(2) 第二十二次全国电化学大会，口头报告，2024.11

(3) 第十三届中国颗粒大会，口头报告，2024.10

(4)“能动未来“化学电源技术研讨交流会，邀请报告，2024.08