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，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。

一、团队负责人基本情况

李成杰，博士，副教授。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。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

（一） 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。

（二）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。

（三） 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。