江西理工大学材料科学与工程学院吴子平

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吴子平,江西理工大学材料学院, 2015年入选江西省青年科学家培养对象。2002年6月毕业于南方冶金学院金属材料工程专业，获学士学位，2005年12月获江西理工大学材料加工工程硕士学位，2010年获上海交通大学材料学博士学位，2010年进入江西理工大学工作，2011,5-2013,12在中南大学粉末冶金研究院与钨资源高效开发及应用技术教育部工程研究中心从事博士后研究，2014,4-2015,4在美国伦斯勒理工学院机械、航空与核工程系从事访问学者研究。曾先后在和胜（香港）铝业有限公司、安徽精诚铜业有限公司工作。


姓名：吴子平
性别：男
学位/职称：博士/副教授
出生年月：1977年9月
学科专业：材料物理与化学、材料学、材料加工工程
Email：wuziping724@163.com; wuziping724@jxust.edu.cn
讲授课程：
本科生课程：材料成型设备、压力加工车间设计、铸造工艺学、计算机在材料中的应用、功能材料等；
研究生课程：纳米材料及其应用
研究方向：碳纳米材料制备及其在有色金属领域应用

出版著作及代表性论文(*为通讯作者)
1. Bao Jun Han, Zhi Juan Huang, Gao Wu, Cai Ying Zhou, Ye Sheng Li*, Qing Hui Wang, Yu Long Zhang, Yan Hong Yin, Zi Ping Wu*, Growth of carbon nanoshells on tungsten carbide for loading Pt with enhanced electrocatalytic activity and stable anti-poisoning performance, RSC Advances, 2016, 6, 75178-75185 (SCI, IF: 3.289)
2. Zi Ping Wu*, Ting Liu, De Ming Chen, Gao Wu, Qing Hui Wang, Yan Hong Yin, Ye Sheng Li*, Qian Feng Xu, Ajay Kriskamurthy, A facile method to improving the electromagnetic interference shielding of a free-standing and foldable carbon nanotube mat, RSC Advances, 2016, 6, 62485-62490 (SCI, IF: 3.289)
3. Qing Hui Wang, Sheng Wen Zhong*, Jing Wei Hu, Ting Liu, Xian Yan Zhu, Jing Chen, Yin Yan Hong, Zi Ping Wu*, Potential threshold of anode materials for foldable lithium-ion batteries featuring carbon nanotube current collectors, Journal Power Sources, 2016, 310, 70-78 (SCI, IF: 6.22)
4. Yan Hong Yin, Chun An Ma, Zi Ping Wu, Man Zhao, Li Tao Chen, You Qun Chu, Synthesis and characterization of sphere-like Pt nanoparticles supported on DWCNT/WO3 nanorods with electrocatalytic activity, J. Mater. Sci. Technol., 2015, 31, 888-894 (SCI, IF: 1.91)
5. Yan Hong Yin, Chun An Ma, Zi Ping Wu, Li Tao Chen, You Qun Chu, Preparation of WO3 nanorods with high specific surface area using double-walled carbon nanotubes as template, Rare Met., 2015, DOI 10.1007/s12598-015-0485-6 (SCI, IF: 1.01)
6. Lu Li, Zi Ping Wu, Hao Sun, De Ming Chen, Jian Gao, Shravan Suresh, Philippe Chow, Chandra Veer Singh, Nikhil Koratkar, A foldable lithium-sulfur battery, ACS Nano, 2015, 9, 11342-11350 (SCI, IF: 12.88)
7. Zi Ping Wu*, De Ming Cheng, Wen Jing Ma, Jing Wei Hu, Yan Hong Yin, Ying Yan Hu, Ye Sheng Li*, Jian Gao Yang, Qian Feng Xu, Electromagnetic interference shielding effectiveness of composite carbon nanotube macro-film at a high frequency range of 40 GHz to 60 GHz, AIP Advances, 2015, 5, 067130-1-8 (SCI, IF: 1.59)
8. Jing Wei Hu, Zi Ping Wu*, Sheng Wen Zhong, Wei Bo Zhang, Shravan Suresh, Anam Mehta, Nikhil Koratkar*, Folding insensitive, high energy density lithium-ion battery featuring carbon nanotube current collectors, Carbon, 2015, 87, 292-298 (SCI, IF: 6.19)
9. Zi Ping Wu*, Man Zhao, Jing Wei Hu, Wei Bo Zhang, Yan Hong Yin, Ying Yan Hu, Ye Sheng Li, Jian Gao Yang, Qian Feng Xu and Ajay Krishamurthy, Preparation of tungsten carbide nanosheets with high surface area by an in-situ DWCNT template, RSC Advances, 2014, 4, 47414-47420 (SCI, IF: 3.84)

laiwang

锂金属因其高理论比容量和低氧化还原电位，被誉为下一代能源存储系统的“圣杯”材料。然而由于金属锂负极的枝晶生长带来了严重的安全隐患。为应对这一挑战，研究人员提出优化金属电极结构等多种策略。常用的基体材料分为两类：金属基和碳基。其中碳材料以其较轻的质量、良好的导电性和化学稳定性等优点受到广泛关注。电化学沉积法和熔融灌注法是使用碳纳米材料构建金属锂负极三维宿主骨架的主流方法。前者锂载量较小，难以维持几百甚至上千圈循环的锂消耗。后者面临着液态锂金属与碳材料浸润性差的问题，难以将锂灌注到碳材料内部。为解决液态锂金属与碳材料浸润性差而无法复合的问题，研究者采用碳材料表面涂覆亲锂物质来改善碳材料对液态锂的浸润性。这主要是利用了锂与其他物质反应或者合金化释放的能量来驱动液态锂实现灌注。这可能会产生一些新杂质，占用本就不多的微纳空隙，导致锂与碳基底接触性差以及能量密度降低。如能实现液态锂与碳材料直接杂化，将极大地发挥碳基材料分散电流密度的作用。

       一般液态金属往往具有较大的表面能，无机非金属薄膜表面能相对较低，因而液态金属较难润湿无机非金属薄膜。湿润性除了由液态和被润湿固态的表面能所决定之外，还与体系温度场、热力学与动力学条件有关。受此启发，江西理工大学吴子平教授和华中科技大学夏宝玉教授合作通过构建温度场，得到合适的热力学和动力学条件，为熔融态锂金属提供快速向上爬升的动力，灌注到上部的碳纳米管膜网络中。一般认为液态锂金属在重力作用下，会浸润到下部的碳纳米材料内部。本研究发现：液态锂金属主动向上运动，浸润到上部的膜内。其热力学趋势是在过冷度条件下，熔融态锂金属在上部碳纳米管膜上存在一个负的吉布斯自由能；其驱动力来自于碳纳米管膜内气压变化的压力差，进而推动液态锂金属沿碳纳米管束发生凝固结晶，实现浸润。液态锂与碳纳米管膜间的直接杂化，极大发挥了碳基材料分散电流密度的作用。制备的锂/碳纳米管膜杂化负极在对称电池40 mA cm-2的超高电流密度条件下，可实现2000圈稳定循环。在碳纳米管的“分流”作用下，锂离子均匀地沉积剥离，有效抑制了锂枝晶和死锂的形成，提升了锂金属电池的安全性。 本研究通过控制温度场使熔融态锂金属直接浸润碳纳米管膜，极大发挥了碳纳米导电骨架分散电流密度的作用，为液态金属与无机薄膜实现直接浸润提供了新的解决思路。相关论文在线发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.202006702)上。