Carbon Neutralization 青年編委專訪 | 南京航空航天大學 劉振輝

個人簡介

南京航空航天大學副教授，碩士生導師。2019年于武漢理工大學獲工學博士學位，師從麥立強教授。主要圍繞“電化學儲能材料與器件”領域展開研究，以發表學術論文60余篇，論文總被引3800余次，H因子27，以第一/通訊作者在Chem. Soc. Rev., Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Adv Energy Mater., Adv. Funct. Mater.等期刊發表SCI論文30余篇，主持國家自然科學基金青年基金，江蘇省青年基金，以及博士后創新創業計劃等多個項目。擔任Carbon Neutralization等期刊青年編委以及Angew. Chem. Int. Ed.等期刊審稿人。

課題組工作介紹

本課題組致力于探索人工智能驅動的電池材料精準設計與智能制備技術，通過深度融合機器學習、高通量計算與實驗驗證，構建從原子尺度到器件層級的跨尺度研發范式。圍繞高功率鋰離子電容器、高比能固態鋰電池以及耐極端環境特種電池等關鍵體系，集中攻克能量密度與功率密度協同提升、固-固界面穩定調控、寬溫域及高壓/真空等極端工況下的電化學失效抑制等核心技術瓶頸，為航空航天領域的特種電源系統提供輕量化、高可靠、長壽命的解決方案。

您認為您所在研究領域未來最主要的研究熱點是什么？

我認為硅基負極在下一代高比能鋰離子電池中扮演著非常重要的角色，然而硅負極在充放電過程中劇烈的體積膨脹效應會導致電極結構粉化以及固體電解質界面膜的反復破裂與再生，進而引發容量快速衰減和循環穩定性下降，因此深入理解硅負極在循環過程中的多尺度結構演化與界面動態演變規律，對于提升電池的循環壽命、庫侖效率及倍率性能具有至關重要的科學意義與工程價值；為此，需要系統研究從顆粒級到電極級的硅基負極結構特征及其界面化學/電化學行為，并結合電解液體系的分子設計、成膜添加劑的精細調控以及界面反應機理的深入分析，從而揭示體積膨脹抑制與界面穩定機制之間的內在關聯，最終為開發高比能、長循環、高安全的硅基鋰離子電池提供堅實的理論依據與技術支撐。

您近期在Advanced Materials期刊發表了“In Situ Self-Adaptive Structure Evolution Under Volume Fluctuation Toward High-Performance Silicon-Based Anode”文章。您能否和大家分享這項工作的特色和靈感來源？

這篇工作主要是針對在硅基負極循環過程中面對劇烈體積膨脹的結構穩定性問題展開研究。傳統的觀念認為硅負極的形貌結構在循環過程中最后是要保持一成不變，一旦發生劇烈的變化則代表著結構的崩壞和性能的嚴重衰減。在本工作中，我們提出了不同的思路：硅基負極在循環過程中能否向結構更加穩定的方向自主調節進化？因此，我們以強健且柔韌的外包覆層對納米硅顆粒進行包覆，構筑了一種核殼結構。通過系統的原位/和非原位表征發現，硅基負極在外包覆層的限域作用下，實現了自適應的結構調節，包括形貌從原來的不規則進化為球形形貌，且內部形成了空腔和少量SEI微疇，有利于膨脹應力的均勻釋放和鋰離子的快速傳輸。此外，我們還通過原位光鏡觀察到電極隨著循環次數的增加，膨脹比例顯著降低，進一步印證了我們的推斷。我們希望本工作能從硅負極動態自適應調節的角度為硅負極的優化設計提供更多參考。

作為Carbon Neutralization青年編委，您對Carbon Neutralization 期刊的未來展望是什么？對該期刊進一步推動有關領域的發展有何愿景？

作為Carbon Neutralization期刊的青年編委，我對期刊的未來發展充滿期待。當前，全球能源結構正加速向低碳化、清潔化轉型，電化學儲能技術在實現“雙碳”目標中扮演著不可替代的角色。Carbon Neutralization定位明確，聚焦于碳中和技術與能源材料的前沿交叉領域，具備成長為領域內高水平期刊的巨大潛力。我希望期刊能夠持續關注從基礎電化學機理到規模化應用的創新，特別是圍繞高比能電池、固態電解質、智能材料設計與綠色制造等方向，推動學術界與產業界的深度融合。同時，我也期待期刊也夠關注智能等新興研究方法在實現碳中和目標中的應用。我相信，在編委會與廣大科研同仁的共同努力下，Carbon Neutralization一定能成為展示碳中和領域高水平成果、促進跨學科協作、服務全球可持續發展目標的重要學術平臺。

您從事科研以來，事業一直在穩步發展，能否請您談談您是如何進行職業規劃的呢？職業發展中最重要和最難忘的經歷是什么呢？您覺得對您的職業影響最大的人是誰？

從讀博至今，我一直以硅負極為主要研究方向。博士階段主要聚焦于材料本身的微觀機理與電化學性能提升，致力于揭示硅負極在循環過程中的結構演化規律與容量衰減機制。入職南京航空航天大學后，我更加注重將研究方向與學校的航空航天特色深度融合，努力將硅基電池研究成果應用于空天飛行器電源系統，踐行學校“航空報國”的理念。

回顧職業發展歷程，最令我難忘的是發表第一篇學術論文的全過程。從實驗設計、不斷摸索嘗試，到數據整理、論文撰寫與反復修改，最終被期刊接收，整個過程充滿坎坷。但也正是在這種磨煉，為后續科研打下了堅實基礎，至今仍激勵我面對困難時保持耐心與韌性。

對我職業發展影響最大的是博士導師麥立強教授。他給予我科研啟蒙，帶領我走進納米材料以及儲能材料領域，并提供了很好的科研平臺。此外，他自身的科研經歷與嚴謹治學的態度也深深啟發著我，一直是我學習的榜樣。

您認為什么是科學工作者最重要的品質？您在選擇研究生的時候有什么標準？您對有志從事科學研究的青年學生有什么建議？

我認為科學工作者首先要保持對科研發自內心的興趣，因為興趣是驅動探索的源動力；同時，在面對實驗失敗、思路受阻等困難時，仍然能夠持之以恒、不輕言放棄，這種韌性往往決定了最終能否取得突破。基于這樣的認識，我在選擇研究生時，最主要看重的并不是學生已有的知識儲備或發表成果，而是對待科研工作的態度——是否真正熱愛探索，是否愿意為了一個科學問題反復推敲、踏實付出，是否具備主動思考和抗壓的能力。對于青年學生，我的建議是：面對課題中的難點不要輕易繞行，更不要輕易放棄，要有攻堅克難的毅力和勇氣。

科研工作之余，您如何平衡生活和工作？您最大的愛好是什么？

在科研工作之余，我也會注重生活與工作的平衡，留出時間陪伴家人，讓自己從緊張的工作中抽離出來。我最大的愛好是徒步和爬山，走進大自然不僅能鍛煉身體、緩解壓力，也讓我在攀登與行走中保持思考的清晰與內心的平靜。這些愛好幫助我以更好的狀態回歸工作。

期刊介紹

發 展 歷 程

2022年7月17日

期刊首刊發布儀式

2023年3月10日

期刊編委會在中國國際鈉離子電池前沿技術與產業發展論壇期間舉辦

2023年3月11日

高級編委聘任儀式在中國國際鈉離子電池前沿技術與產業發展論壇上舉行

2023年5月

被國際知名學術期刊數據庫DOAJ收錄

2024年3月10日

助力第二屆中國國際鈉離子電池前沿技術與產業發展論壇

2024年4月16日

被ESCI數據庫收錄

2024年9月20日

助力2024納米材料與器件創新發展大會

2024年11月16日

助力2024世界青年科學家峰會新能源技術論壇

2025年6月18日

獲得首個影響因子=12

2025年7月18日

被EI數據庫收錄

2025年8月16日

被Scopus數據庫收錄

2025年8月21日

助力2025全省特種電池材料與技術重點實驗室正式啟動

2025年11月26日

2026年3月24日

入選新銳分區

Carbon Neutralization（《碳中和研究》期刊）是溫州大學與Wiley共同出版的國際性跨學科開放獲取期刊，立志成為綜合性旗艦期刊。期刊于2022年創刊，名譽主編由澳大利亞新南威爾士大學Rose Amal院士擔任，主編由溫州大學校長趙敏教授和溫州大學碳中和技術創新研究院院長侴術雷教授擔任，編委會由來自11個國家和地區的28名國際知名專家學者組成，其中編委會19位編委入選2025年度全球“高被引科學家”。且期刊已被ESCI、Scopus、EI、CAS、DOAJ數據庫收錄，入選為中國科技期刊卓越行動計劃二期高起點新刊、新銳分區、JCR分區Q1，并于2025年獲得首個影響因子12。

Carbon Neutralization（《碳中和研究》期刊）重點關注碳利用、碳減排、清潔能源相關的基礎研究及實際應用，旨在邀請各個領域的專家學者發表高質量、前瞻性的重要著作，為促進各領域科學家之間的合作提供一個獨特的平臺。

一審 |

劉振輝

二審 |

謝棉棉

三審 |

侴術雷

在線投稿

wiley.atyponrex.com/journal/CNL2

期刊編輯部

carbon-neutralization@wzu.edu.cn.

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