重点实验室在主要柔性显示材料与技术、柔性电池材料与器件电化学储能材料与器件3个方向开展了研究工作,取得了一些阶段性进展和一批研究成果。实验室在《德国应用化学》、《先进功能材料》、《能源与环境科学》等杂志上发表科研论文472篇,获得授权发明专利110项(比上一评估期增加48.6%),实用新型专利48项,另有软件著作权5项,获得省部级以上科研奖励3,主持或参与了多项国家基金委及科技部重点课题,解决了多项企业技术难题,为地方经济及光电子产业的健康发展起到积极作用。

在柔性电池材料与器件领域,创新性地将半导体行业中的原子层薄膜沉积技术(ALD)和化工制造中的大规模多相混合技术相结合,在国内首次提出了微纳米颗粒表面极限构筑/极限调控/极限制造(3E)概念,开发了对锂电池材料表面的精准包覆掺杂工艺,使产品循环寿命和耐高电压性均大幅提升,该技术还可用于高性能隐身材料的制备。该技术已产生良好的经济效益,且对国防科技起到了支撑作用。获得湖北省科技进步二等奖。

在柔性显示材料与技术方面,牵头成立了柔性显示材料与技术湖北省协同创新中心开发了具有自主知识产权的高性能柔性显示用聚酰亚胺基板材料,经天马微电子等用户验证,产品指标已完全达到国外同类产品的技术水平,该成果转让给企业并成功实现产业化,有望解决限制我国显示领域发展的关键基础材料。

在柔性太阳能电池方面,提出对称性破缺分子设计策略并重新认识了空间位阻对光伏性能的影响,在高光电转化效率的太阳能电池研究中取得了一系列进展,其中,基于全小分子的太阳能电池器件光电转化效率超过17%,该效率处于国际领先水平。

在锂电池用固体电解质方面,针对单一的聚合物电解质体系难以满足电解质对高离子电导率的难题,提出了无机纳米粒子掺杂和电场取向等多种手段,在聚合物中引入纳米粒子定向排列的3D有序离子通道,大幅提升了复合聚合物电解质的离子电导率,并结合其它技术手段,使得复合聚合物电解质的离子电导率达到~10−4 S/cm的国际先进水平。

同时,实验室也注重通过理论来指导实践工作。通过计算分析使得正极材料脱锂过程中形成二聚氧这一形态的这一过程清晰化,预测了正极材料的堆积方式与氧空位之间的关系,并用于指导正极材料的表面包覆,有效地提升了正极材料的高容量循环性。


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