张明 · 电池工程师

在研究所实习期间，参与新型锂硫电池正极材料开发。通过优化硫/碳复合比例与溶剂热合成参数，将硫负载量从2.8 mg/cm²提升至4.5 mg/cm²，初始放电比容量达到1120 mAh/g（0.1C）。

• 独立完成多组正极材料的电化学性能测试，包括循环伏安（CV）扫描和恒流充放电测试，识别出0.5V处多硫化物转化峰，助力团队将首圈库仑效率从85%提升至92%。

• 针对倍率性能瓶颈，通过调整导电碳网络分布与粘结剂比例，使材料在1C倍率下容量保持率从65%提高至78%，并记录100次循环后容量衰减曲线，为后续改性提供数据支撑。

• 协助撰写实验报告，汇总60余组电化学数据并绘制容量-电压微分图（dQ/dV），协助导师筛选出两种最优工艺路线，将正极材料批次间一致性误差控制在±3%以内。

针对硬碳负极初始库仑效率低（约62%）及倍率性能差的问题，作为项目负责人独立设计氮/磷双掺杂方案。通过调控尿素与植酸比例在800°C下热解合成杂原子硬碳，使可逆容量达到341 mAh/g，较原始265 mAh/g提升28.7%，且1 A/g下容量保持率达74%。

• 为优化循环稳定性，采用电化学工作站（CHI660E）进行恒流充放电与CV测试，筛选出最优掺杂浓度（N 4.2 at%，P 1.8 at%），使500圈循环后容量保持率从78%提升至89%，同时倍率性能在5 A/g下保留初始容量的62%（对比未掺杂的41%）。

• 通过XRD与拉曼光谱分析碳层结构变化，发现杂原子掺杂使层间距由0.358 nm扩大至0.374 nm，ID/IG比值从1.12增至1.45，证实缺陷增多有利于钠离子吸附与扩散，并利用SEM观察颗粒形貌由致密块状变为多孔疏松结构。

• 结合电化学阻抗谱（EIS）评估界面动力学，掺杂后电荷转移阻抗从128 Ω降至76 Ω，钠离子扩散系数提升约1.8倍（由4.2×10⁻¹⁰ cm²/s升至7.5×10⁻¹⁰ cm²/s），为后续课题组在XX公司的钠离子电池负极开发提供了关键工艺参数。

主导废旧锂离子电池正极材料的湿法冶金浸出实验，优化硫酸与过氧化氢配比，使钴、镍、锂的浸出率分别达到96.2%、94.8%和98.5%，并通过ICP-OES定量验证。

• 建立浸出液中有价金属的连续萃取—反萃流程，将钴、镍的回收纯度提升至99.3%和98.7%，单批次处理量扩大至200 g级，为后续中试提供工艺参数。

• 评估残余石墨与隔膜材料作为地质封存添加剂的可能性，通过模拟深层盐水环境（pH 7.8、温度60°C）的静态浸出实验，测得重金属释放量低于《地下水质量标准》限值15%，封存安全性达标。

• 撰写环境影响评估报告中“工艺废弃物处理”章节，提出浸出渣固化/稳定化方案，使最终废渣毒性浸出试验（TCLP）中铅、镉浓度分别降至0.12 mg/L和0.04 mg/L，满足填埋标准。

• 协同团队完成项目结题答辩，基于实验数据论证废旧电池回收—封存联用技术可使整体碳排放降低约23%（对比直接堆存），获导师组“优秀创新项目”评级。

作为课程设计组长，设计并组装了20枚锌空气纽扣电池。通过对比三种催化剂涂覆工艺（喷涂、滴涂、刮涂），选定喷涂法将活性炭+MnO₂催化剂负载量精确控制在1.2 mg/cm²，使电池在10 mA/cm²下功率密度达到42 mW/cm²，较初始方案提升37%。

• 利用极化曲线与电化学阻抗谱定位空气电极的传质瓶颈，将Nafion粘结剂比例从10 wt%优化至5 wt%，电荷转移电阻由18 Ω降至11 Ω，10 mA/cm²放电电压平台提高0.12 V。

• 完成50次恒流充放电循环测试（5 mA/cm²，每循环1 h放电/1 h静置），容量保持率达87%，并通过多次重复实验验证了工艺稳定性，将成品率从70%提升至92%。

• 固体物理

• 电化学原理

• 材料科学基础

• 新能源材料与器件导论

• 毕业设计：基于钙钛矿太阳能电池的界面优化研究（获院级优秀毕业论文）

废旧电池资源化利用项目获全国二等奖

综合表现突出，获评校级优秀学生干部