中南大学材料学院周江

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周江，中南大学特聘教授。中南大学-新加坡南洋理工大学(NTU)联合培养博士（2014.02—2015.01），合作导师为Hua Zhang教授；美国麻省理工学院(MIT)博士后（2016.05—2017.09），在国际著名学者Ju Li教授指导下从事锂（钠）离子电池、多价离子电池等研究工作。研究兴趣为锂(钠)离子电池、水系锌离子电池、超级电容器等。以一作或通讯作者在Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., ACS Energy Lett., Nano Energy, Energy Storage Mater., Adv. Sci.等国际著名期刊发表学术论文40余篇。Nature Commun., Energy Environ. Sci., Adv. Mater., Angewandte Chemie, Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Energy等国际著名期刊的审稿人。

周江
特聘教授
教授 、研究生导师
单位：材料科学与工程学院
入职时间：2017年09月20日
学位：博士学位
专业：材料科学与工程
毕业院校：中南大学
电子邮件：zhou_jiang@csu.edu.cn
办公地点：中南大学特冶楼306
个人简历
周江，男，中共党员，祖籍广东茂名。工学博士，麻省理工学院博士后，中南大学特聘教授。研究兴趣为锂(钠)离子电池、水系锌离子电池、超级电容器以及催化电极材料等。先后在Adv. Energy Mater., Nano Energy, Energy Storage Mater., Chem, J. Mater. Chem. A, Nano Research, Carbon等国际期刊发表学术论文40余篇。


教育经历
[1]  2007.9-2011.6 中南大学 | 材料科学与工程 | 学士学位 | 本科学历
[2]  2011.9-2015.12 中南大学 | 材料物理与化学 | 博士学位 | 博士学历
[3]  2014.2-2015.1 新加坡南洋理工大学 博士联合培养
工作经历
[1]  2017.9-至今 材料科学与工程学院 |  中南大学  特聘教授
[2]  2016.5-2017.9 美国麻省理工学院  博士后
社会兼职
[1]  国际著名SCI期刊的审稿人: Nano Energy, Energy Storage Materials, Small, Nano Research, Chem. Commun., Nanoscale, J. Mater. Chem. A, Chemistry - A European Journal, Electrochim. Acta, J. Alloy. Compd.,等。    兼职时间：2013/03/01 --至今
研究方向
[1]   锂(钠)离子电池、水系锌离子电池，超级电容器，电催化等。

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报告人：周江教授

报告人单位：中南大学

报告地点：东北师范大学化学学院化二教室

报告时间：2018年9月19日上午8:30

举办单位：动力电池国家地方联合工程实验室

报告人简介：

周江，男，中南大学特聘教授。中南大学-新加坡南洋理工大学（NTU）联合培养博士，合作导师Hua Zhang教授；美国麻省理工学院（MIT）博士后，合作导师Ju Li教授。研究兴趣为锂(钠)离子电池、水系锌离子电池、超级电容器等。以一作或通讯作者在Energy Environ. Sci., Adv. Energy Mater., ACS Energy Lett., Nano Energy, Adv. Sci., Energy Storage Mater.等国际期刊发表学术论文40余篇。

报告摘要：

Lithium-ion battery and sodium-ion battery have been applied in energy storage devices, but low safety factor owing to the active chemical properties of Li+ and Na+ encourage us to develop new battery chemistry. As a safe, cost-effective and pollution-free device, rechargeable aqueous zinc-ion battery (ZIBs) shows desirable potential as alternative to LIBs and SIBs, and it is considered to be more feasible for grid-scale applications. Recently, lots of work has been done to develop new cathode materials and zinc storage insights for rechargeable aqueous ZIBs. However, the proposed energy storage mechanisms in aqueous ZIBs are still complicated and unclear. In this talk, the crystal structure and electrochemical mechanism of some typical cathodes in aqueous ZIBs will be described. The relationship between the structure, composition, storage mechanism and the electrochemical properties will be discussed in detail.

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富氧缺陷的锰酸钾抑制锰溶解助力高能量密度、 长寿命水系锌离子电池

中南大学周江、梁叔全教授团队在Advanced Functional Materials上发表了题为“Suppressing Manganese Dissolution in Potassium Manganate with Rich Oxygen Defects Engaged High-Energy-Density and Durable Aqueous Zinc-Ion Battery”的水系锌离子电池最新研究成果。该文章报道了一种具有本征结构稳定性和快速反应动力学的钾离子嵌入的富氧缺陷K0.8Mn8O16作为中性水系锌离子电池的正极材料。作者通过K+离子的稳定嵌入来抑制锰的溶解，从本质上稳定了锰基正极。这种材料表现出398 W h kg-1（基于正极质量）的高能量密度和超过1000次的长循环稳定性。综合研究表明，氧缺陷对K0.8Mn8O16的快速反应动力学和容量提高起到了关键作用。此外，作者还对该材料的储能机制进行了详细的研究。方国赵博士为论文的第一作者；周江特聘教授、梁叔全教授为论文的共同通讯作者。

在这篇文章中，我们报道了一种钾离子稳定和富氧缺陷K0.8Mn8O16作为水系锌离子电池（中性电解液）的正极材料。我们为通过掺入K+离子稳定锰基正极，从而抑制锰的溶解。同时对K0.8Mn8O16的氧缺陷进行了一系列的实验研究，证明其大大提高了K0.8Mn8O16的电化学活性和反应动力学。得益于此，我们的水系Zn/K0.8Mn8O16电池获得了398W h kg-1（基于正极质量）的高能量输出和高达1000次的长循环寿命，这将大大促进水系锌离子电池的发展。

文献链接：Suppressing Manganese Dissolution in Potassium Manganate with Rich Oxygen Defects Engaged High-Energy-Density and Durable Aqueous Zinc-Ion Battery(Advanced Functional Materials, DOI: 10.1002/adfm.201808375, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201808375)

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中南大学周江、梁叔全教授团队提出了一种普遍适用于金属离子预嵌V2O5的方法，通过该方法实现了过渡金属离子（Fe2+、Co2+、Ni2+、Mn2+、Zn2+、Cu2+）在V2O5结构中的化学预嵌入。通过对合成过程中金属离子的含量、金属离子种类、焙烧过程的温度等参数的控制，发现金属离子能否通过该方法实现V2O5结构中的预嵌入，取决于其离子半径；同时含量与焙烧温度的精确控制可使最终样品兼顾较大（001）晶面间距与较高结晶程度。该结构可为Zn2+在主体材料中的扩散提供宽阔且稳定的内部空间。测试表明，该系列材料在0-50 °C环境表现出了杰出的倍率和循环性能，具备优秀的温度适应能力。例如Cu2+预嵌入的CuVO-300正极在0.5-10 A g-1的电流密度区间内表现出了理想且稳定的倍率性能，在10 A g-1长循环测试中表现出了307 mA h g-1的初始比容量，并经初期小幅度的下降后（204 mA h g-1）稳定循环了10000圈（180 mA h g-1），相比稳定时的容量保持率达到了88%。相关成果以“Transition metal ion-preintercalated V2O5 as high-performance aqueous zinc- ion battery cathode with broad temperature adaptability”为题发表于国际著名期刊Nano Energy上。杨永强硕士为论文的第一作者，梁叔全教授、周江特聘教授为论文共同通讯作者。

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中南大学周江教授、梁叔全教授在国际著名期刊Acta Materialia上发表了题为“Structural perspective on revealing energy storage behaviors of silver vanadate cathodes in aqueous zinc-ion batteries”的最新研究成果。该文章报道了五种不同类型的钒酸银(Ag0.33V2O5, Ag1.2V3O8, Ag2V4O11, β-AgVO3, Ag4V2O7)作为新型水系锌离子电池正极材料。Ag0.33V2O5具有稳定的隧道结构，且较低的Ag/V比例，这确保了Ag的高度氧化还原可逆性，因此有良好的循环稳定性，显示出嵌入/取代共反应的储能机制。层状结构的Ag1.2V3O8和Ag2V4O11由于原位产生不可逆高导电性的单质Ag0，因此拥有良好的倍率性能，显示出可逆的嵌入/脱出反应伴随着不可逆的置换反应。β-AgVO3和Ag4V2O7由于呈现出链状和岛状的孤立结构且拥有最高的Ag/V比例，结构不稳定，易发生不可逆的相变，因此循环稳定性差，表现为不可逆反应的相变机理。

suiyu

中南大学材料科学与工程学院周江教授、梁叔全教授（通讯作者）和硕士研究生唐博雅（第一作者）在国际顶级期刊Energy & Environmental Science（IF=33.25）上发表了题为“Issues and Opportunities Facing Aqueous Zinc-ion Batteries”的综述文章。该文章分析了水系ZIBs电极材料和电解质优化中存在的问题（正极溶解、由于静电相互作用产生的不良影响、锌枝晶、腐蚀、钝化和副产物等），总结了目前提升水系ZIBs性能的策略。文章提出仅仅改进水系ZIBs电极材料是不够的，重要的是对整个电池系统的协同优化。最后，文章对后续水系ZIBs的优化设计进行了展望，以期为水系ZIBs领域进一步研究提供参考。