优秀博士成长故事——梅文昕：锂离子电池多场耦合及析锂机制

　　我是梅文昕，2013-2017年本科就读于青岛科技大学环境与安全工程学院，2017年获得工学学士学位，同年以专业第一的成绩获得推免资格保送至中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室攻读安全科学与工程博士学位，导师为王青松和孙金华教授。2022年获得安全科学与工程工学博士学位。主要研究方向为锂离子电池电化学-力-热耦合机制、析锂机理及检测研究。目前以第一作者发表SCI论文 10 篇（均为JCR 1区），包括能源领域权威期刊Energy Storage Mater. 2篇、J. Clean. Prod. 1篇、J. Energy Chem. 1篇、传热领域权威期刊Int. J. Heat Mass Transfer. 2篇、本领域重要国际期刊Sustain. Energ. Fuels、J. Electrochem. Soc.等4篇，授权国家发明专利2项；此外以第一作者在《工程力学》（EI）、《储能科学与技术》分别发表论文1篇。曾获得中科院院长特别奖、研究生国家奖学金、“杨亚-基金”奖学金、第28届全国结构工程学术会议优秀论文一等奖、2019COMSOL年会最佳海报奖、第二届国际锂电池火灾安全研讨会优秀墙报奖等。目前为火灾科学国家重点实验室博士后，入选2022年博士后创新人才支持计划。

　　为响应国家“双碳”目标，解决制约锂离子电池进一步发展的安全问题，攻读博士及博士后工作期间，以中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室为依托，进行了锂离子电池多场耦合建模、析锂快速无损检测及机理研究。锂离子电池的充放电是一个耦合电化学、力、热等多物理场的复杂过程，传统的实验方法难以获取电池内部从微观到宏观的多场耦合特性和机理阐释。在电池不同层级（颗粒、电极、电芯）建立了高精度电化学-力-热耦合模型，可预测不同充放电倍率、荷电状态及健康状态下电池电化学、力、热特性的时空分布规律；系统性地揭示了充放电过程中电池内部电化学过程、温度变化、扩散-诱导应力和热应力的产生机制，阐释了产热特性及机理。

　　进一步试图将所建立的模型用于解决锂离子电池实际安全问题，因此聚焦于造成电池容量衰减和安全问题的主要原因之一——析锂，对其进行建模及无损检测，实现了模型的实际应用。借助差分实验方法，对于过充至4.9 V内的电池，实现了在放电初始3–5分钟内对析锂的快速无损检测。锂离子电池放电电压曲线的差分电压和差分容量均出现了不同于未析锂离子电池的额外极小值，其极小值分别表征了可逆锂容量以及可逆锂剥离时的电压；通过构建析锂电化学机理模型有效地通过监测负极电位和析锂电流密度确认了是否发生析锂。该方法简单易于嵌入BMS系统进行电动车和储能电池安全检测。

　　回顾五年硕博生活，从初来乍到时的急于求成，到如今的从容沉稳，不以物喜，不以己悲。科研正是不断的试错、发现问题并解决问题。这几年有过第一篇论文被接收的喜悦，也有过实验失败仿真报错的无奈，有过文章多次被拒稿的失落，也有过拿到奖学金那一刻的兴奋。正如莫泊桑在《一生》中写道“有时我可能脆弱得一句话就泪流满面，有时也发现自己咬着牙走了很长的路”。

　　原标题：《优秀博士成长故事——梅文昕：锂离子电池多场耦合及析锂机制》

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