Energi är drivkraften för utvecklingen av det mänskliga samhället.Under de senaste åren, eftersom de globala "koldioxidtopp, koldioxidneutrala" utvecklingsmålen, baserade på förnybar energianvändning av massenergilagring och popularisering av nya energifordon har blivit den oundvikliga trenden för utveckling, människor för säkerhet, miljöskydd, hög energi densitet, låg kostnad batteri efterfrågan mer brådskande, det också för forskare att utforska en ny generation av batteri ställa högre krav.I detta sammanhang anses dränerande zinkjonbatterier som en av de mest potentiella hållbara energilagringsteknikerna på grund av deras höga säkerhet, låga kostnad och miljövänlighet.Forskningsriktningen för Li Xinliang, professor vid School of Physics vid Zhengzhou University, är nära besläktad med detta område.

Under åren har Li Xinliang ägnat sig åt vetenskaplig forskning och gjort en rad innovativa vetenskapliga forskningsresultat inom forskning och utveckling av dräneringsbatteri / halogenbatteri energilagringssystem och elektromagnetisk vågabsorption / skärmningsanordningar. "Lyckligtvis, min personliga forskning intressen är i linje med de nationella strategiska utvecklingsbehoven, så jag har övervunnit svårigheter och söker sanning och ansvar, sa han.

Jordnära, steg för steg på vägen för vetenskaplig forskning

Allt ska vara jordnära att göra, för det är lätt, inte är svårt.Li Xinliangs vetenskapliga forskningsväg är mer som en skildring av de flesta vanliga studenter.2011 antogs han till Zhengzhou University of Light Technology, med huvudämne i fysik och elektronikteknik.Forskningen om energilagring var inte populär på den tiden.På college, medan han hade en dröm, kände han sig mer förvirrad.

Med den djupgående studien av energilagringsforskning fann Li Xinliang gradvis att de vetenskapliga forskningsresultaten på detta område verkligen kan tillämpas och omvandlas.För att vidare studera vetenskaplig forskning inom närliggande områden studerade han för magister- och doktorsexamen vid Northwestern Polytechnical University och City University of Hong Kong efter examen.Det var också i det senare skedet som han träffade professor Yin Xiaowei och professor Zhi Chunyan, som hade ett viktigt inflytande på hans vetenskapliga forskarkarriär.

Li Xinliang sa rakt ut att han upplevde en period av förvirring efter examen.Det var under ledning av professor Yin Xiaowei, hans magisterlärare, som satte sin forskningsriktning om strålningsmotståndsmaterial och steg för steg gick in på vägen för vetenskaplig forskning.Under sin vistelse vid City University of Hong Kong har Li Xinliang, under ledning av doktorandhandledare professor Zhi Chunyan, kombinerat forskningen om strålningsmotståndsmaterial med energilagringsämnen, och genomfört forskning om säker energilagring och flexibel bärbar elektronik, så för att tillgodose landets potentiella behov på civila och viktiga områden.Under sin magisterexamen försåg de två lärarna dessutom Li Xinliang med en mycket fri vetenskaplig forskningsmiljö, så att han kunde ge fullt ut spel åt sitt subjektiva initiativ och ständigt utforska och gå vidare driven av sitt intresse.” I början, min planering och framtida mål för den vetenskapliga forskningen var vaga.Det var under deras steg för steg vägledning som jag växte upp mycket.Utan deras hjälp tror jag att jag inte har någon chans att ge mig in på den här vägen av vetenskaplig forskning.” sa Li Xinliang.

För att få sin vetenskapliga forskning att fungera så snart som möjligt, efter examen, gick Li Xinliang till City University of Hong Kong-Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd. engagerad i vetenskaplig forskning om säker energilagring.Li Xinliang är väl medveten om att det fortfarande är en lång väg att gå från laboratoriet till företagsapplikationen, särskilt i processen med laboratorieforskningsresultat till produktion av massprodukter, kommer det att finnas många "storskaliga" problem och svårigheter.Under denna period av arbete i Hong Kong Big Zinc Energy Co., Ltd. försökte Li Xinliang förändra sitt vetenskapliga forskningsarbete från problemorienterat till forskningsorienterat och tillämpningsorienterat, vilket gav ett mer övergripande perspektiv för hans framtida vetenskapliga forskning ämnen.

 Baserat på den nuvarande situationen, innovation av vattensystem batteri forskning

I september 2020 uttalade Kina tydligt målet om "koldioxidtopp" till 2030 och "kolneutralitet" till 2060.

Eftersom ny energi blir en trend idag, har batterier använts i stor utsträckning i nya energifordon, konsumentelektronikutrustning och alla typer av energilagringssystem.I denna sociala bakgrund tar Li Xinliang ansvaret för vetenskapliga forskare och är angelägen om att göra något inom närliggande områden.

Som vi alla vet har litiumjonbatterier, som ofta används i nya energifordon, fördelarna med hög energitäthet, liten volym, låg vikt och lång livslängd.Litiumbatterier kräver dock extremt hög tätning, särskilt under servicen för att isolera vatten- och syremiljön, när batteriet väl har stött på såsom kollision, extrudering och andra batteriförpackningar, kan batteriet utlösa en serie exotermiska kedjereaktioner och till och med brand och explosion... I detta sammanhang anser Li Xinliang att utvecklingen av mer säkra, gröna, mer stabila vattenbatterier för att möta behoven inom området för säker energilagring ägnar stor uppmärksamhet åt batterisäkerhetsegenskaper, särskilt den bärbara elektroniken och till och med intern implanterad medicinsk utrustning i direkt kontakt med människokroppen.

Li Xinliang sa, dräneringsbatteri som en ny batteriteknik, med intern säkerhet och snabb laddning och urladdningsförmåga, kan förlänga batteriets livslängd och batteriet har förmågan att hantera en mängd olika hårda energilagring / energiscenarier, i förnybara energilagringssystem, elfordon och bärbara elektroniska produkter och andra områden har ett brett tillämpningsperspektiv.” Därför är huvudinriktningen för vår forskning nu att utveckla dräneringsbatterier för att fylla luckan i försörjningskedjan i den nuvarande marknaden för säker energilagring för litiumjonbatterier.Under tiden, i framtida forskning, överväger vi också att inkludera strålningsfrågor i komplexa elektromagnetiska/infraröda bakgrunder i den dynamiska bedömningen av tjänstsäkerhet.” Han sa.

I denna process utförde Li Xinliang och hans forskargrupp först den övergripande designen av dräneringsbatteriet för att säkerställa den höga anpassningsförmågan hos varje del av batterikomponenterna.För det andra introducerade de temperatur- och spänningsövervakningssystem, såväl som överströms- och överspänningsskyddsanordningar, för att övervaka batteridriften i realtid och spåra förekomsten av onormala förhållanden.Dessutom använder de även elektrod- och elektrolytmodifiering för att förbättra den elektrokemiska prestandan hos dräneringsbatterier samtidigt som de minskar möjliga sidreaktioner i serviceprocessen för dräneringsbatterier, för att förbättra säkerheten och stabiliteten hos dräneringsbatterier.

Elektrolytbäraren —— vatten är ett billigt, förnybart och miljövänligt lösningsmedel.Jämfört med det organiska lösningsmedlet i traditionella organiska batterier har vatten en inneboende säkerhet och lägre kostnad, med mindre påverkan på miljön.Dessutom är vattenbatterier också förnybara.Vatten och metallsalter är förnybara resurser, vilket kan minska resursförbrukningen och minska efterfrågan på sällsynta metaller.Men att använda vatten som elektrolyt finns det en nackdel, det vill säga att det stabila spänningsfönstret för vatten är smalt och kan reagera med elektroden, särskilt den negativa ytterligheten av metallen, vilket resulterar i en minskning av batteriets livslängd.På grundval av relevanta forskningsresultat är Li Xinliang också engagerad i utvecklingen av nya halogenbatterier med hög energidensitet.

På grund av fördelarna med hög redoxpotential, låg kostnad och rikliga resurser, visar halogen stora tillämpningsmöjligheter i elektrodmaterial.Mot denna bakgrund lade Li Xinliang-teamet fram en effektiv elektrolytmoduleringsstrategi för att realisera halogen i omvandlingsenergilagringssystem för reversibel multivalent övergång, och välja ett säkrare halogenidsalt som aktiv halogenkälla ersätta traditionellt enstaka halogenmaterial som ett bevis på konceptet, bygga ett oöverträffad högpresterande halogen baserad på multielektronkonvertering kemiskt batteri.Det är värt att nämna att de genom en rad vetenskaplig forskning och utforskning framgångsrikt ökade energitätheten hos halogenbatterier till mer än 200% av det ursprungliga värdet, vilket avsevärt förbättrade energilagringskapaciteten hos halogenbatterier.Dessutom visar den nya redoxmekanismen som utvecklats av Li Xinliangs team utmärkt anpassningsförmåga vid låga temperaturer, vilket kraftigt utökar användningsscenarierna för halogenbatterier.

 Lugna vår attityd och främja vetenskaplig forskning

Vetenskaplig forskning, lång tid.Li Xinliang vet att prestandaförbättringen för dräneringsbatterier inte uppnås över en natt.Ibland kan ett prestationstest ta ett år eller år att se resultat, vilket kommer att stöta på en rad problem.” När vi stöter på problem måste vi först och främst läsa litteraturen noggrant och dra lärdom av andras erfarenheter och lärdomar.För det andra måste vi diskutera med våra mentorer och kollegor och brainstorma, vilket alltid kommer att vara fruktbart.” sa Li Xinliang.

År 2023 är en ny vändpunkt för Li Xinliangs liv.I år, när han var 30, återvände han till sin hemstad Henan-provinsen och kom till School of Physics vid Zhengzhou University för att utföra vetenskapligt forskningsarbete.” Jag är bara en av de människor som alltid måste komma tillbaka för att fylla "teknisk depression", sa han.Som introduktionen av vetenskapliga forskartalanger har både Henan-provinsen, Zhengzhou University och School of Physics vid Zhengzhou University gett Li Xinliang stort stöd i hans levande och vetenskapliga forskningsmiljö och hjälpt honom att eliminera sina bekymmer hemma.Nu, om mer än ett halvår, har han bildat ett eget forskarteam, men också bestämt den framtida arbetsriktningen enligt sin forskningsgrund. Först och främst siktar vi på att förbättra batteriets prestanda och stabilitet och utveckla några prospekteringsprogram för frontierriktningen och öppna vetenskapliga frågeställningar inom området, genom mycket vetenskaplig forskning, för att bedöma om de relevanta lösningarna är genomförbara.Under den här perioden skulle det vara bättre att lösa några tekniska problem, lägga fram några grundläggande innovationsteoretiska modeller och driva ett litet steg framåt på området, sa han.

Vägen framåt är en lång väg att gå.I utvecklingen och utforskningen av dräneringsbatteriteknik är misslyckanden och frustration de vanligaste sakerna, men Li Xinliang tror alltid att det alltid kommer att finnas vinster.Inom en snar framtid hoppas han kunna bygga ett unikt forskarteam baserat på komplex och säker energilagring, fokusera sin forskning på landets stora tekniska behov och sträva efter att göra sitt eget bidrag.” Med tekniska framsteg och förbättrad ekonomisk genomförbarhet kan vi förväntar dig att se dräneringsbatteriteknologi gradvis komma in på marknaden under de kommande åren för att tillhandahålla mer tillförlitliga och miljösäkra energilösningar för landet, samhället och vanliga konsumenter.” sa Li Xinliang självsäkert.