碳基电化学能源材料与器件创新团队紧密围绕未来新能源材料科学技术发展的核心问题，开展绿色高效新能源材料及电池技术的研发工作，聚焦纳米结构新能源材料的物理化学性能及其相关器件的设计开发，进行纳米碳基新能源材料的应用基础研究。核心工作是通过基础研究发现和合成可用于储能和电催化的碳基纳米新材料，并开发其生产和应用技术，推动其在新能源器件中的应用和工业化进程。创新团队目前拥有固定科研人员14人，包括泰山产业领军人才1人，潍坊市鸢都学者1人，寿光市有突出贡献中青年专家1人，高级职称人员7人。曾先后获得国家自然科学基金、山东省重点研发计划、山东省自然科学基金及潍坊市科技发展计划等项目资助。

碳基电化学能源材料与器件创新团队以潍坊科技学院新型材料研究所为依托，以“山东省化工资源清洁利用工程实验室”、“Seeram Ramakrishna院士工作站”及“潍坊市先进碳基电化学能源材料与器件重点实验室”为优势条件，秉承潍坊科技学院“修身、博学、求索、笃行”的校训和“让认真成为品质”的优良作风，努力奋斗、锐意进取、不断取得新能源材料与器件研究的新成果！

一、团队负责人基本情况

李成杰，博士，潍坊科技学院高层次人才（A类），副教授。山东省科技专家库入库专家，潍坊市鸢都学者青年专家，潍坊市先进碳基电化学能源材料与器件重点实验室主任，山东理工大学及青岛大学硕士生导师，潍坊市工程师协会特聘专家，寿光市优秀教师。主要研究方向为电化学能源材料与器件、光电催化材料及材料电化学保护技术等。先后主持及参与国家级科研项目3项，省部级项目6项，市厅级项目6项，企业横向课题20余项。担任ChemSusChem等多个国际期刊审稿人，在Appl. Surf. Sci.、J. Alloy. Compd. 及J. Mater. Sci.等高水平学术期刊发表SCI/EI论文24篇，中文核心论文9篇，他引300余次，授权发明专利6项，实用新型5项，软件著作权6项，起草企业标准4项。以第一位完成人获得潍坊市自然科学奖二等奖1项及潍坊市自然科学优秀学术成果奖三等奖1项。

二、团队科研成果情况

近三年来，创新团队承担了国家级课题2项，省级课题9项，市级以上课题5项，其中包括国家自然科学基金、山东省重点研发计划、山东省重大科技创新工程、山东省自然科学基金及潍坊市科技发展计划等。多项科技成果经鉴定达到国内先进水平并获得潍坊市自然科学奖二等奖、潍坊市科技进步奖二等奖等科技奖励。发表SCI论文30余篇，授权发明专利9件。

三、研究方向简介

1. 碳基电化学能源存储材料的开发及器件应用

针对先进能量存储器件的开发及应用，包括锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、超级电容器等，进行关键碳基正负极材料的结构设计、表面包覆、复合制备与性能研究，探索纳米能源材料的热力学、动力学与表界面稳定性问题，阐明纳米体系离子、电子存储与输运过程中的尺寸效应，提出相关调控和解决策略，实现高比能、高功率储能材料的规模化生产及在储能器件中的产业化应用。

2. 碳基能源转换及电催化材料的开发及应用

聚焦电化学能源转换过程中的核心基础材料问题，开发低成本纳米结构碳及过渡金属氧化物基催化剂。通过对纳米结构碳基电催化剂的杂原子掺杂，并对其形貌、尺寸、孔结构等进行调控，提高其在电化学氧还原反应(ORR)、析氧反应(OER)和析氢反应(HER)中的催化活性，实现与贵金属催化剂相媲美的高活性和高效率，以及优于贵金属催化剂的循环稳定性，从而有望替代燃料电池、金属-空气电池、分解水催化剂中Pt/C或IrO2催化剂，破解对贵金属依赖的难题。

3. 新能源材料的分子结构设计与理论计算

基于第一性原理和密度泛函理论(DFT)，通过特色的活性中心识别手段、反应动力学、同位素效应、瞬态表面反应、原位光谱等方法在分子水平上揭示碳基材料的储能及催化过程机理，建立相应的反应动力学模型，阐明电化学储能及催化材料的构效关系规律，并以此作为指导原则设计具有新颖结构和优异性能的新型碳基储能及催化材料体系，将非金属和金属基材料的优势相结合，实现金属（尤其是贵金属和有毒金属）储能及催化材料的替代与高效利用，并推动其实际应用。

四、社会服务及科研成果转化情况

创新团队通过与潍坊周边企业进行横向合作和技术交流，进行协同创新，目前已经基本形成了技术研究、技术服务为核心业务的特色服务模式。近三年共计承担企业横向课题20余项，经费500余万元。其中，创新团队与山东威能环保电源股份有限公司合作开发了动力电池的高安全、长寿命、耐低温设计制造技术，研制出高比能耐低温锂离子动力电池INP******-53Ah单体，能量密度达233Wh/kg，循环寿命超2000次，实现了锂离子电池超低温-40℃环境下3C 高倍率持续放电，解决了锂离子动力电池能量密度低、环境适应性差的技术难题。研发新产品累计装车300余台，并在军工市场得到批量列装应用，实现销售收入22103万元，净利润2032.8万。与内蒙古默锐能源材料有限公司合作开展了“钠离子电池用普鲁士蓝正极材料的制备”研究，合同经费70万元，围绕普鲁士蓝类钠离子电池正极材料结晶水难去除、缺陷多、循环寿命差的问题，基于无水球磨工艺，开发了低结晶水、高结晶度的高性能普鲁士蓝类钠离子电池正极材料，促进了钠离子电池技术发展及产业链建设。

五、发展规划

创新团队将瞄准我国中长期科技发展规划重点领域和重大科技前沿热点问题，开展一系列新能源材料的基础理论研究和工程技术应用研究，力争创立独具特色的先进能源材料科学技术体系，并进行产业化转化，实现学科融合、渗透和交叉，汇聚人才。研发的新能源材料与技术可望带动市内一批新能源新材料企业的发展，通过深化技术革新为企业提供更好的技术服务和发展动能，增强企业核心竞争力。同时，新能源新材料产品的高附加值也可为我市新能源产业提供新的经济增长点，形成产业化规模，并带动上下游产业发展，为我市及我省新能源产业发展和创新提供可持续的研发动力。