基本信息

蔡子健  男  博导  化学科学学院

电子邮件:zjcai@ucas.ac.cn

通信地址:北京市怀柔区怀北镇怀北庄380号中国科学院大学东校区学园三386

研究领域

1. 面向高通量新材料发现的自动化实验室

 

当前的材料发现范式仍严重依赖传统的试错法,导致实验验证的通量难以跟上 AI 辅助结构预测的步伐。为了突破这一材料发现的瓶颈,我们团队致力于开发全自动化的合成与表征基础设施,构建集成了自动化数据分析与智能决策算法的机器人合成与测试系统。我们的最终目标是打造一个“自驱动”的高通量实验室,从而彻底变革新材料的研发范式。



2. 先进锂离子电池材料开发


随着全球能源需求的不断攀升,推动交通电气化以及实现可再生能源的高效利用已成为当务之急。这一趋势对低成本、高能量密度的储能技术提出了迫切需求。传统的锂离子电池材料研究主要局限于结构高度有序的材料体系,往往忽略了通过调控结构的“有序-无序”度来进一步优化性能的潜力。本课题组致力于结合先进的表征技术与材料结构-性能预测模型,通过多尺度的结构调控策略,开发高性能的正极材料固态电解质材料


招生信息

招生内容:

(1)本科生实习及毕设。

(2)硕士及博士研究生(每年各1-2名) 招生专业:080502 材料学  085600 材料与化工 070301-无机化学。有编程、人工智能在材料科学中应用、固态电池、正极材料相关工作基础的报考人优先考虑。

联系时请附带个人简历及本科(和研究生)阶段成绩单

暂无招收留学生计划,相关申请请勿联系。No position for international students. Please DO NOT email for related applications.

(3)科研助理,要求有编程或机器人/机械臂相关工作经验

(4)博士后,具体要求如下:

人工智能自动化实验室、固态电解质及正极材料方向博士后研究员各1名,入职时间灵活可议,工作地点为中国科学院大学雁栖湖校区。申请人应具有材料、化学、物理或其他相关领域博士学位,或入职前即将获得相应博士学位;应具有锂、钠离子电池固态电解质材料合成、表征、全电池组装与电化学性能测试等相关研究经历,同时,具有编程能力、机器人/机械臂操作经历,或具有同步辐射、电子显微技术或核磁共振材料表征等研究经历,或具有电池产业化经验的申请人尤其鼓励申请。

待遇优厚,中国科学院大学为博士后研究员提供“中国科学院大学特别研究助理”资助项目(覆盖率可达90%以上)。入选者年薪可达40万(税前,包含五险一金等福利待遇),对于优秀的申请者,课题组会提供额外薪资及科研经费支持,具体采取一事一议原则。

 

招生专业

080502-材料学

085600 材料与化工

070301-无机化学

 

招生方向

储能材料先进材料表征方法

人工智能自动化实验室

教育背景

   
学位

2018-08 - 2022-12   加州大学伯克利分校   博士


2014-08 - 2018-06   中国科学技术大学   学士


工作经历

2022.12 - 2024.09 加州大学伯克利分校  博士后研究员

2024.09 - 2025.12 三星  高级工程师

2026.01 - 至今  中国科学院大学 化学科学学院 副教授 博士生导师

教授课程

   
春季学期
群论及其在化学中的应用

出版信息

   
发表论文
(1) Screening and Development of Sacrificial Cathode Additives for Lithium-Ion Batteries, ADVANCED ENERGY MATERIALS, 2025, 第 5 作者
(2) Minimizing the Reaction Heterogeneity in Ultrafast Joule Heating Synthesis of Disordered Rocksalt Cathodes, Chemistry of Materials, 2025, 第 7 作者
(3) Tuning Cation (Dis)Order in Cr-Based Li-Excess Oxide Cathode Materials to Improve Li+ Transport Properties, Advanced Energy Materials, 2025, 第 3 作者
(4) Earth-abundant Li-ion cathode materials with nanoengineered microstructures, NATURE NANOTECHNOLOGY, 2024, 第 21 作者  通讯作者
(5) Dialing in the Voltage Window: Reconciling Interfacial Degradation and Performance Decay for Cation-Disordered Rocksalt Cathodes, JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY, 2024, 第 3 作者
(6) Unlocking Li superionic conductivity in face-centred cubic oxides via face-sharing configurations, NATURE MATERIALS, 2024, 第 9 作者
(7) Chemical Origin of in Situ Carbon Dioxide Outgassing from a Cation-Disordered Rock Salt Cathode, CHEMISTRY OF MATERIALS, 2024, 第 2 作者
(8) Fast Room-Temperature Mg-Ion Conduction in Clay-Like Halide Glassy Electrolytes, ADVANCED ENERGY MATERIALS, 2024, 第 6 作者
(9) In situ formed partially disordered phases as earth-abundant Mn-rich cathode materials, Nature Energy, 2023, 第 1 作者
(10) Effects of cation and anion substitution in KVPO4F for K-ion batteries, ENERGY STORAGE MATERIALS, 2023, 第 3 作者
(11) Fe Site Order and Magnetic Properties of Fe 1/4 NbS 2, INORGANIC CHEMISTRY, 2023, 第 13 作者
(12) Optimizing Li-Excess Cation-Disordered Rocksalt Cathode Design Through Partial Li Deficiency, ADVANCED ENERGY MATERIALS, 2023, 第 4 作者
(13) Quantitative Decoupling of Oxygen-Redox and Manganese-Redox Voltage Hysteresis in a Cation-Disordered Rock Salt Cathode, ADVANCED ENERGY MATERIALS, 2023, 第 2 作者
(14) Inhibiting collective cation migration in Li-rich cathode materials as a strategy to mitigate voltage hysteresis, NATURE MATERIALS, 2023, 第 6 作者
(15) Design principles for NASICON super-ionic conductors, NATURE COMMUNICATIONS, 2023, 第 4 作者
(16) Reversible Electrochemical Lithium Cycling in a Vanadium(IV)- and Niobium(V)-Based Wadsley-Roth Phase, CHEMISTRY OF MATERIALS, 2023, 第 4 作者
(17) Lithium-Ion Conduction in a Class of Aluminoborates LinMAlB12O24 (M = Ba, Sr, Ca, or La; n = 7 or 6), MATERIALS RESEARCH BULLETIN, 2023, 第 2 作者
(18) Thermodynamically Driven Synthetic Optimization for Cation-Disordered Rock Salt Cathodes, ADVANCED ENERGY MATERIALS, 2022, 第 1 作者
(19) Design principles for zero-strain Li-ion cathodes, JOULE, 2022, 第 4 作者
(20) Dataset of solution-based inorganic materials synthesis procedures extracted from the scientific literature, SCIENTIFIC DATA, 2022, 第 9 作者
(21) Understanding of electrochemical K+/Na+ exchange mechanisms in layered oxides, ENERGY STORAGE MATERIALS, 2022, 第 7 作者
(22) Electronic structure manipulation via composition tuning for the development of highly conductive and acid-stable oxides, JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A, 2022, 第 5 作者
(23) High-entropy mechanism to boost ionic conductivity, SCIENCE, 2022, 第 5 作者
(24) Enhanced ionic conductivity and lack of paddle-wheel effect in pseudohalogen-substituted Li argyrodites, MATTER, 2022, 第 6 作者
(25) Understanding the Fluorination of Disordered Rocksalt Cathodes through Rational Exploration of Synthesis Pathways, CHEMISTRY OF MATERIALS, 2022, 第 8 作者
(26) Solid-State Calcium-Ion Diffusion in Ca1.5Ba0.5Si5O3N6, CHEMISTRY OF MATERIALS, 2022, 第 8 作者
(27) Realizing continuous cation order-to-disorder tuning in a class of high-energy spinel-type Li-ion cathodes, MATTER, 2021, 第 1 作者
(28) Ultrahigh power and energy density in partially ordered lithium-ion cathode materials, NATURE ENERGY, 2020, 第 3 作者
(29) Cation-disordered rocksalt-type high-entropy cathodes for Li-ion batteries, Nature Materials, 2020, 第 7 作者
(30) Design Principles for High-Capacity Mn-Based Cation-Disordered Rocksalt Cathodes, CHEM, 2020, 第 3 作者
(31) Increasing Capacity in Disordered Rocksalt Cathodes by Mg Doping, CHEMISTRY OF MATERIALS, 2020, 第 2 作者
(32) Computational Investigation and Experimental Realization of Disordered High-Capacity Li-Ion Cathodes Based on Ni Redox, CHEMISTRY OF MATERIALS, 2019, 第 10 作者
(33) Hidden structural and chemical order controls lithium transport in cation-disordered oxides for rechargeable batteries, NATURE COMMUNICATIONS, 2019, 第 8 作者
(34) Design of Pd{111}-TiO2 interface for enhanced catalytic efficiency towards formic acid decomposition, Design of Pd{111}-TiO2 interface for enhanced catalytic efficiency towards formic acid decomposition, SCIENCE CHINA Chemistry, 2018, 第 4 作者
(35) Surface Modification on Pd-TiO2 Hybrid Nanostructures towards Highly Efficient H-2 Production from Catalytic Formic Acid Decomposition, CHEMISTRY-A EUROPEAN JOURNAL, 2018, 第 2 作者
(36) Near-surface dilution of trace Pd atoms to facilitate Pd-H bond cleavage for giant enhancement of electrocatalytic hydrogen evolution, NANO ENERGY, 2017, 第 8 作者