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徐林，武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室教授，博士生导师，入选国家级高层次青年人才项目。2013年在武汉理工大学获博士学位，随后在美国哈佛大学（2013-2016）和新加坡南洋理工大学（2016-2017）从事博士后研究。主要从事纳米储能材料与器件研究，包括固态电池、水系电池等高安全电池体系，重点围绕纳米材料界面的设计构筑、原位表征及电化学性能。在Nature Nanotech., Nature Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Nano Lett., Chem, Joule等国际学术期刊发表论文100余篇。曾获得国家自然科学二等奖、教育部自然科学一等奖、湖北省自然科学一等奖等科技奖励。

徐林教授的“纳米线”之路

2004年，徐林考入武汉理工大学材料科学与工程学院，源于对自然科学探索的热爱，本科时徐林便自告奋勇，跟着导师进实验室做项目，研究一种锂离子电池正极材料——磷酸铁锂。

2008年，徐林依旧选择在武汉理工大学进行研究生学习，主要研究钒系纳米线锂离子电池正极材料。当时国际上普遍认为把电极材料纳米颗粒的尺寸做得越小越好。但徐林在电池的制备过程中发现，纳米材料颗粒越小，越容易产生团聚，反而会阻碍电池性能。用一个形象的比喻，就像灰尘和石块，虽然一粒灰尘的体积比一个石块要小，但灰尘更容易聚集，这对电池的性能影响非常大。

在和导师讨论后，徐林首次提出分级结构的超长钒系纳米线电池，把纳米短棒连成纳米线，利用线的作用力抑制纳米材料团聚，大幅提升了电池的容量和循环稳定性。徐林团队在这个思路下研发的二次电池，可以实现10000次稳定循环，大大领先于当时的行业水平。提出的“分级纳米线电池”原创思想，引领了这个方向近10年的快速发展，国内外多名院士对该工作进行了引用和高度评价。

2010年，徐林进入博士阶段的学习。他在实验中注意到，电池在使用过后容量会不断衰减，但因为电池内部的运行机制无法直接观察，导致容量衰减问题长期得不到解决。传统的研究方法需将运行中的电池拆开，再放到电子显微镜下观察，但这种方法易受外界水、氧等干扰无法原位实时监测电池真实状态。

为了解决这一难题，徐林和导师麦立强教授共同设计构筑了国际上第一个单根纳米线电化学储能器件，创立了电学、电化学、光谱学、显微学多场实时监测的平台，克服了常规测试系统信号弱、采集的信号难以解析的难题。该成果被国内外60多个科研机构引用、证实并广泛采用，被德国工程院院士 Schmidt 评价“芯片上的单根纳米线是一种独特的材料和诊断工具”，诺贝尔奖得主朱棣文评价该成果“实时地提供了更可靠的信息”。

徐林团队提出的“分级纳米线电池”和“单根纳米线电池”的原创性成果获得2019年国家自然科学二等奖，受到国内外同行的广泛认可和推广。

纳米线固态电池

纳米即毫微米，其直径仅为头发丝的万分之一。用纳米材料制作的成品，其外观看起来如同一堆粉末，但在电子显微镜下放大一百万倍，就能看到一根根细线状的材料排列在一起。

纳米线作为一种典型的一维纳米结构材料，具有连续的功能表界面和离子传输通道，是对电解质改性的理想材料。基于纳米线的一维结构特征开展对微纳尺度界面的系统研究，有利于从微观角度深入理解界面的物理、化学性质及其演变规律。

徐林教授从事的纳米材料固态电池研究，可以弄清楚电池容量衰减的规律，并将其规律应用于电池的生产中，减缓电池衰减，延长电池使用寿命。同时，相比液态电池，纳米线固态电池的安全性更高。

“已有多家锂电池企业用到了我们的技术。”徐林在采访中表示，手机和汽车安装上这些电池之后，不需要频繁充电，就能实现长时间待机，而且安全性更高，降低了电池爆炸起火等安全性事故。

面对世界科技前沿，面向经济主战场和国家重大需求，徐林在纳米储能这条赛道上持续发力，成功制成了直径仅为1纳米的纳米线固态锂电池复合材料。这种超细纳米线相较之前的纳米材料，柔韧性更好，能让固态电池的界面更加稳定。

主要研究内容

徐林团队重点开展了纳米线固态电池及界面的设计构筑、原位表征、界面电子/离子输运机理及其关键材料的合成。具体包括以下内容：

（1）通过纳米线的连续网络结构对离子输运进行调控，构筑电解质中的连续离子输运通道，发现纳米线可以有效消除聚合物电解质在固化过程中的应力和变形，同时规则排列的无机纳米线/有机聚合物界面为锂离子的快速-高效传导提供传输路径。

（2）利用纳米线的柔性，设计构筑电极-电解质界面柔性接触，为离子输运提供贯穿电解质和电解质/电极界面的三维通道，证实了纳米线对聚合物电解质中离子输运的调控机制。

（3）基于上述研究，打破传统电池设计思路，设计构筑基于芯片的单根纳米线电池，实现了电输运性能的原位检测，发现电子迁移和离子扩散通道受阻是导致电池容量衰减的本质。

参考来源：

持续发力！徐林研制出超细纳米线电解质材料.武汉理工大学

青年世界说|听徐林、吉成霖、张金强讲述青年心语.武汉理工大学

武汉理工大学徐林教授AFM：阳离子骨架纳米线增强固态电解质离子输运.能源学人

徐林：柔性固态电池材料与器件.柔性电子及可穿戴

武汉理工大学官网等

（中国粉体网编辑整理/苏简）

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