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个人简介

课题组FMM（Functional Materials for Microenergy）的主要研究方向是电化学功能材料及微型储能器件。微型储能器件由于其在体积、充放电次数、存储寿命等方面的优势，广泛应用于无线传感器、RFID卡、植入式医疗设备等领域。阻碍无线自驱动微电子设备发展的最大障碍一直都是供电问题。本团队致力于发展高性能、低成本、长寿命的功能材料及微型储能体系，有望为这一难题提供了可能的解决方案。
课题组负责人为苏州大学教授、博士生导师，江苏省****及高层次人才。多年来致力于功能材料在电化学储能领域应用的研究，重点探索高性能、低成本、长寿命的储能材料及微型储能体系。迄今为止共发表论文100多篇，被引用近5000次，H因子40；近五年以第一或通讯作者在Nature Communications, National Science Review, Advanced Materials, Matter,ACS Nano等著名期刊发表论文40余篇。申请中国、日本和美国专利17项，已授权8项；获2013和2015年全国电化学大会优秀论文奖，2016年苏州市优秀学术论文一等奖，2018年国际功能材料协会青年奖。主持国家自然科学基金委面上项目2项、江苏省****基金1项。受邀担任期刊Materials Technology和Functional Materials Letters的客座编辑，及多个期刊的特邀审稿人和一些国际项目的通讯评审人。

Dr. Nireceivedhis Ph.D. in Chemistry fromPekingUniversity. After three years' postdoc research in Japan and Singapore,he moved to Soochow University, China and nowtakes a position of Professor of Materials Physics and Head of Institute of Condensed Matter and Materials. At present Dr. Ni is leading a team working on various types of energy storage systems including rechargeable batteries, supercapacitors, and microbatteries in particular, with a focus on fundamental physics, chemistry, and materials in these devices.Dr.Nihas published17 patents (8 issuedand 9filed), 2 book chapters, and 100+ peer reviewed papers in journals includingNature Communications,National Science Review,Advanced Materials,Matter, andACS Nano. These papers have earned a total citation close to 5000 and H-index of 40. He serves as Editor ofMaterials TechnologyandFunctionalMaterials Letters,and organizing chair and member for a series of functional materials conferences.







研究领域
研究方向
1.电化学功能材料
2. 微型储能器件
3. 固态离子学

研究合作
团队负责人Liang Li
加坡国立大学Li Lu
莫斯科国立大学Serguei Savilov


研究进展
Jun 2020, Work on Bi-Sb alloy anode has been accepted by ACS Nano.Cheer!
Apr 2020, Work on beyond-lithium batteries has been accepted byMatter.Cheer!
Mar 2020, Review on 3D cathode architectures has been accepted byAdvanced Materials.Cheer!
Jan 2020, Work on in situ binder electrodes has been accepted byNature Communications.Cheer!

Dec 2019, Work on flexible electrodes has been accepted byAdvanced Functional Materials.Congrats!
Aug 2019, Work on hematite electrodes has been accepted byAdvanced Materials. Well done!
Apr 2019, Work on 3D alloying electrodes has been accepted byAdvanced Energy Materials. Well done!
Jan 2019, Workon MOFarray electrodeshas been published byNano Energy. Cheer!

Apr 2018, Perspectiveon phosphorus anodehas been accepted byACS Energy Letters.
Apr 2018, Professor Ni organizes a Special Issueon “Functional Materials for Next Generation Rechargeable Batteries” withFunctional Materials Letters.
Jan 2018, Work on CuO array electrodeshas been accepted byAdvanced FunctionalMaterials.
Jan 2018, Workon Ta2O5array electrodeshas been accepted byNano Energy. Cheer!

Nov 2017,Work on functionalizedTiO2 arrayshas been accepted byAdvancedMaterials. Cheer!
Oct 2017, Reviewwork on array Naelectrodeshas been accepted byAdvanced FunctionalMaterials. Cheer!
Jul2017,Perspectiveon silicate cathodehas been accepted byACS Energy Letters.
Mar2017, Work on Bi2O2.33 material has been accepted byNano Research. Keep going!
Feb 2017, Review on Bi2X3 electrode materialshas been accepted byNano Energy. Great!
Jan 2017, Work on Bi2S3 material has been accepted byNano Energy. Well done!

Dec 2016,Work on orderednanoporous electrodeshas been accepted byAdvanced Materials. Keep going!
Sep 2016, Paper published onAEMhas been awarded the First Prize of Suzhou Excellent Research.
Sep 2016, Workon Li2FeSiO4has been accepted byNano Research. Cheer!
Jun 2016, Workon surface modified Na2Ti3O7 has been accepted byNano Letters. Well done!
ar 2016, Review on nanocarbon materials has been accepted byAdvanced Energy Materials. Cheers.
Jan 2016, Work on Na2Ti3O7 has been accepted byAdvanced Energy Materials. Cheers.

Dec 2015, Work onTiO2nanotube array of has been accepted byAdvanced Materials. Cheers.
Jan 2015, Work on strongly coupled Bi2S3@CNT has been highlighted byMaterialsViews China(Wiley). http://www.materialsviewschina.com/2015/01/15212/
Dec 2014, Dr. Ni was officially appointed as Assistant Editor of Materials Technology by Maney Publishing (founded in Leeds, UK, in 1900).
Oct 2014, Work on ultrathin MoO2 nanosheets has been accepted byNano Energy. Cheers.
Jun 2014, Work on strongly coupled Bi2S3@CNT has been accepted byAdvanced Energy Materials. Cheers.




基本信息
倪江锋
职称： 教授
院部/部门： 物理科学与技术学院
学历： 博士
学位： 博士研究生
毕业学校： 北京大学
毕业专业：


联系方式
通讯地址： 江苏省苏州市十梓街1号
邮政编码： 215006
电子邮箱： jeffni@suda.edu.cn
联系电话：
传真号码：
办公地点：




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科学研究


科研项目
06.江苏省高等学校重大项目，三维结构氧化锡的无模板构筑及储钠性能研究，主持
05. 江苏省****基金项目，基于三维阵列电极的钠离子电池，主持
04. 国家自科基金面上项目，三维氧化物的结构调控及电化学应用，主持
03. 国家自科基金面上项目，钼基电极的可控制备及其在电池中的应用，主持
02. 国家自科基金重点项目，超级电容材料与器件的基础研究，参与
01. 国家自科基金青年项目：高性能硅酸铁锂阴极材料的设计合成与表征，主持


研究课题

1. 高性能锂（钠）离子电池
锂离子电池的兴起为人类生活提供了一种方便快捷的可携带能源。全球锂电池市场需求量随着应用领域的不断扩展而迅速增长。近年来，全球新能源汽车产业在技术不断成熟、政府扶持政策不断落地的大背景下呈现出快速产业化的趋势。因此，电池产业迫切需要通过材料创新来满足人们对高能量、高功率、低成本储能的需求。

1.1界面修饰提高电极材料的载流子传输能力
电化学储能材料大多为半导体或绝缘体，其载流子迁移性能无法满足快速充放电的要求。基于前期研究的成果，课题组研究了纳米碳与电极材料的界面相互作用及其对材料储能的影响机制。我们在功能化的碳纳米管（CNT）表面通过控制硫代乙酰胺的水解过程来调控Bi2S3在CNT表面的沉积。通过Raman光谱和X射线吸收光谱证明Bi2S3和CNT的界面存在着电荷转移（强耦合作用）。界面耦合作用可以调控着载流子的传输能力，因此，该Bi2S3@CNT耦合材料表现出优异的倍率充放电特性（Adv. Energy Mater. 2014, 4, **）。此工作发表后，被MaterialsViewsChina网站进行了亮点报道（http://www.materialsviewschina.com/2015/01/15212/）。我们进一步对纳米碳及其耦合材料在电化学能源存储中的应用进行了系统的总结和展望（Adv. Energy Mater. 2016, 6, **）。


1.2表面调控改善电极与电解液的相容性
在电化学电池中，正负极和电解液之间存在着一个很薄的界面层，这个界面层大部分情况下是电子的绝缘体而是离子的导体，界面层的性质由电极和电解液的相容性决定。课题组以高电压的LiCoPO4为对象，研究了表面包覆层抑制电解液分解等副反应的理论机制。针对常规的碳包覆层不致密、不连续等问题，我们提出了现场包覆的方法，构筑完整的碳包覆网络，提高电极的循环稳定性（Electrochim. Acta 2012, 70, 349）。我们进一步研究了不同的碳包覆途径的影响（J. Power Sources 2013, 221, 35），采用表面微观分析技术，合理解释了碳包覆改善材料与电解液界面稳定性的内在规律和理论机制（Nano Energy 2015, 11, 129）。我们进一步对这方面的工作进行了系统的总结（Carbon 2015, 92, 15）。

2.微型储能器件
微型电池由于其在体积、充放电次数、存储寿命等方面的优势，广泛应用于无线传感器、RFID卡、植入式医疗设备、军用微型设备等领域。多年以来，阻碍无线自驱动微电子设备发展的最大障碍一直都是供电问题。近期，我们团队在构建三维有序结构的钠离子电极的研究领域取得系列进展，有望为这一难题提供了可能的解决方案。

2.1三维电极材料设计
电化学电池大多采用二维薄层电极工艺，这种二维结构电极存在的主要问题在于：系统的能量密度与功率密度相互制约。通过三维电极结构设计，使离子扩散的路程始终保持在较短的距离，电极的能量密度与功率密度不再紧密关联。课题组采用电化学方法在金属钛基底上生长了二氧化钛纳米管三维有序结构，通过改变纳米管的长度来调节电极的负载量及能量密度。进一步采用硫化处理，调控二氧化钛的能带结构及电子传输性能，从而大幅度地提升了三维电极的储钠容量和循环稳定性（Adv. Mater.2016, 28, 2259）。近期，他们采用表面磷化的过程来调控二氧化钛电极的表面活性。磷化的过程没有改变二氧化钛的能带结构，但是可以改善电极的活性及其与电解液的相容性。进一步，他们采用同步辐射衍射技术和现场透射电镜技术，揭示了二氧化钛在储钠过程的结构和形貌演变过程，为磷化作用机制的分析提供理论参考（Adv. Mater.2018, 30, **）。
除了钛基氧化物，课题组也在其他嵌脱型电极材料开展探索工作。近期的一个工作是在Nb衬底上构建有序多孔的纳米薄膜，同时调控薄膜的结晶状态、元素组成和三维构造，首次实现了具有超长循环寿命的氧化铌（Nb₂O₅）钠离子电极（Adv. Mater. 2017, 29, **），该工作以封面文章的形式发表在Advanced Materials期刊。我们进一步采用呼吸调控策略，设计了高性能的转化型三维氧化铜（CuO）负极材料（Adv. Funct. Mater. 2018, 28,**）；采用合金相强化策略，通过电化学沉积制备了高循环稳定性的锑基（Sb）三维电极（Adv. Energy Mater.2019, 9, **）；利用MOF的模板作用，在三维基底上构建了多元氧化物的CPO-27纳米棒阵列（Nano Energy2019, 57, 711）。这些策略也为未来相关电极材料的设计提供了新的思路。基于这些工作，课题组最近应邀发表综述文章（Adv. Funct. Mater.2018, 28, **），对应用于微型电池的三维钠离子电极进行了系统的分析、总结与展望，重点了阐述三维电极在热力学、动力学与稳定性等方面存在的问题，并归纳了改善这些问题所采取的策略与方法。



2.2三维微型储能器件设计
基于三维电极的制备及集成优势，采用Na₃V₂(PO₄)₃、Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂作正极，三维结构电极作负极，我们设计并构筑了一系列微型的电池原型。例如，先用水热反应在钛金属衬底上生长钛酸钠（Na₂Ti₃O₇）三维纳米管阵列，然后用原子层沉积技术在其表面包覆一层氧化钛，最后在硫蒸气中进行硫化处理。此表面修饰的三维钛酸钠电极展示了极其优良的储钠循环性能，在10C的倍率下循环10000次，容量几乎没有衰减。构建的Na₂Ti₃O₇//Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂全电池以正负极活性物质的质量计算，比能量达到110 Wh kg^?1（Adv. Energy Mater. 2016, 6, **）。进一步通过表面结构优化，引入氧空位来提高载流子浓度，可以大幅度提高钛酸钠负极的倍率性能，而且全电池的能量密度也可以提高到125-150 Wh kg^?1（Nano Lett. 2016,16, 4544；Adv. Funct. Mater. 2018, 28,**），接近实用的水平。如果采用高容量的合金负极，并结合高电压和高容量的掺杂型Na_2/3Ni_1/3Mn_2/3O₂，则构建的全电池的比能量提高到200 Wh kg^?1（Adv. Energy Mater.2019, 9, **）。预计该钠离子电池可能在微型电子器件中得到应用。






































科研团队
课题组成员
博士生王以春、孙冰雪、王珍珠
硕士生王霖、俞海洋、程笑、王洁、张迈吉、张金澍

课题组毕业生
赵阳国家奖学金 优秀硕士论文 苏州半导体外企
张玲国家奖学金优秀硕士论文无锡中学
傅士栋国家奖学金优秀硕士论文选调生
夏森林二等奖学金 选调生
梁海琛国家奖学金复旦大学 攻博
蒋宇特等奖学金厦门大学 攻博
周丹二等奖学金河南大学 讲师



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论文

Representative publication
24.Durian-Inspired Design of Bismuth-Antimony Alloy Arrays for Robust Sodium Storage. ACS Nano2020, 14, 9117.
23.Theoretical Simulation and Modeling of Three-Dimensional Batteries. Cell Rep. Phys. Sci. 2020, 1, 100078.
22.Three-Dimensional Microbatteries beyond Lithium Ion. Matter2020, 2, 1366.
21.Rooting binder-free tin nanoarrays into copper substrate via tin-copper alloying for robust energy storage. Nat. Commun. 2020, 11, 1212.
20.Cathode Architectures for Rechargeable Ion Batteries: Progress and Perspective,Adv. Mater.2020, **.
19.Dual-doped hematite nanorod arrays on carbon cloth as a robust and flexible sodium anode.Adv. Funct. Mater. 2020, 30, **.
18.Highly efficient sodium storage in iron oxide nanotube arrays enabled by built-in electric field. Adv. Mater.2019, 31, **.
17.Template-free construction of self-supported Sb prisms with stable sodium storage. Adv. Energy Mater.2019, 9, **.
16.Self-supported multicomponent CPO-27 MOF nanoarrays as high-performance anode for lithium storage.Nano Energy2019, 57,711–717.
15.Self-supported three-dimensional array electrodes for sodium microbatteries.Adv. Funct. Mater.2018, 28, **.
14.Boosting sodium storage in TiO2nanotube arrays through surface phosphorylation.Adv. Mater.2018, 30,**.
13.Regulation of breathing CuO nanoarray electrodes for enhanced electrochemical sodium storage.Adv. Funct. Mater.2018, 28, **.
12.Oxygen-deficient Ta2O5nanoporousfilms as self-supported electrodes for lithium microbatteries.Nano Energy2018, 45, 407-412.
11.Phosphorus: An anode of choice forsodium ion batteries.ACS Energy Lett.2018, 3, 1137-1144.
10.Highly reversible and durable Na storage in niobium pentoxide through optimizing structure, composition, and nanoarchitecture.Adv. Mater.2017, 29, **.
9.Bio-Inspired engineering of Bi2S3-PPy yolk-shell composite for highly durable lithium and sodium storage.Nano Energy2017, 33, 213-220.
8.Bismuth chalcogenide compounds Bi2X3(X = O,S, Se): Application in electrochemical energy storage.Nano Energy2017, 34,356-366.
7.Lithium iron orthosilicate cathode: Progress and perspectives.ACS Energy Lett.2017, 2, 1771-1781.
6.Self-supported nanotube array of sulfur-doped TiO2enabling ultrastable and robust sodium storage.Adv. Mater.2016, 28, 2259.
5.Superior sodium storage in Na2Ti3O7nanotube arrays through surface engineering.Adv. Energy Mater.2016, 6, **.
4.Carbon nanomaterials in different dimensionsfor electrochemical energy storage,Adv. Energy Mater.2016, 6, **.
3.Hydrogenation driven conductive Na2Ti3O7nanoarrays as robust binder-freeanodes for sodium-ion batteries.Nano Lett.2016, 16, 4544–4551. ( #Co-first author)
2.Ultrathin MoO2nanosheets for superior lithium storage.Nano Energy2015, 11, 129-135.
1.Strongly coupled Bi2S3@CNT hybrids for robust lithiumstorage.Adv. Energy Mater.2014, 4, **.



荣誉奖励
1、苏州大学优秀硕士论文,张玲,2016
2、优秀研究生奖学金,付士栋,2016
3、研究生国家奖学金,付士栋,2016
4、优秀毕业研究生,付士栋,2017
5、苏州大学优秀硕士论文,付士栋,2017





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开授课程
本科生课程：材料物理与化学；近代物理实验
研究生课程：材料物理；材料与测试



招生信息

本课题组成聘博士后及优秀青年****（副教授、讲师），常年有效，要求：
1. 具有材料、物理或者化学相关领域的博士学位及研究工作经验
2. 具有独立开展科研工作的能力，在主流国际学术刊物发表过研究论文
3. 工作认真负责，积极主动，责任心强，具有良好的团队合作精神

有兴趣者请将个人简历及3篇代表作发送到如下邮箱
Email：jeffni@suda.edu.cn


同时欢迎相关专业的本科生同学攻读硕士、博士学位，希望你能与团队共同进步：
☆坚持：内心要强大，信念要坚定，能够品味孤独
☆踏实：踏实是一种能力
☆悟性：对数据的敏感性




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