六新引領繪新篇 | bevictor伟德官网教師在國際頂級期刊上發表多項儲能電池研究成果
bevictor伟德官网以 “六新” 引領為導向，圍繞學校“源、網、荷、儲”的發展布局，持續優化學科布局、推進研究方向聚焦。近日，多位教師憑借其卓越的科研實力，在國際頂級期刊上發表多項儲能電池領域的研究成果，在學術界和行業内引起廣泛關注。
在高安全水系電池領域，學院青年教師丁昆博士、劉海梅教授及團隊，通過創新設計，成功開發出一種高容量的p型有機陰極材料——5,12-二氫-5,6,11,12-四氮雜四蒽（DHTAT），為水系鋅離子電池的開發提供了新的思路，并為提升電池的低溫性能和循環穩定性開辟了新方向。該團隊研究發現，DHTAT在電荷存儲過程中，主要通過-NH-基團的氧化還原反應實現雙電子轉移，其在電流密度為50 mA g-1時具有224 mAh g-1的高容量，且在5 A g-1的高電流密度下，經過5000次循環後，容量保持率仍然高達73%。此外，DHTAT材料在-40℃的低溫下也展現了出色的循環穩定性，能夠在1 Ag-1下穩定循環4000次，表明其在低溫條件下同樣具有較好的應用前景。相關成果以“A High Capacity p-Type Organic Cathode Material for Aqueous Zinc Batteries”為題，發表于國際頂級期刊《Angewandte Chemie International Edition》（JCR一區，IF=14.310）。
圖1. 用于水系鋅離子電池的DHTAT的設計與合成
針對低溫下锂金屬電池的充放電效率問題，學院青年教師鞏帥奇博士、高慶偉副教授和闵宇霖教授及其團隊，通過調節弱溶劑化電解質的溶劑化結構，突破了低溫環境下的離子遷移障礙，顯著改善了電池的低溫充放電性能。該團隊研究表明，采用優化電解質後，Li||LiFePO₄電池在零下40℃的低溫下依然能夠保持較高的循環穩定性，經過超過1400個充放電循環後，容量保持率高達86.9%。為儲存系統在低溫條件下的廣泛應用奠定了基礎，也為低溫快速充電的锂電池應用提供了有力技術支撐。相關成果以“Breaking Aggregation State to Achieve Low-Temperature Fast Charging of Lithium Metal Batteries”為題，發表于國際頂級期刊《Angewandte Chemie International Edition》（JCR一區，IF=14.310）。
圖2. 弱溶劑化電解質用于低溫锂金屬電池的設計
針對目前聚合物固态锂金屬電池面臨的離子電導率低、倍率性能差的問題，學院青年教師徐巾婷博士、鞏帥奇博士和闵宇霖教授及其團隊，通過引入多功能異質結鐵電填料，在聚合物固态電解質内部打造快速離子傳輸通道，通過壓電、鐵電效應抑制锂枝晶的生長。該團隊的研究發現，通過在聚合物固态電解質中引入由钛酸鋇與二硒化钼制備成的異質結材料，使得Li||LiFePO4（LFP）電池在25°C、5C的高倍率下仍然能夠循環超過1500圈，容量保持率達82.6%。這一成果不僅優化了聚合固态電解質中離子傳輸緩慢的問題，也為快速充放電設備用電池提供了合理的技術支持，相關成果以“Heterojunction ferroelectric materials enhance ion transport and fast charging of polymer solid electrolytes for lithium metal batteries”為題，發表于國際頂級期刊《Advanced Energy Materials》（JCR一區，IF=21.27）。
圖3. 介電效應對于聚合物電解質離子傳輸的促進作用
針對锂電池含氟電解液污染的問題，學院青年教師朱晟副教授、徐巾婷博士和鞏帥奇博士及其團隊，提出通過高氯酸锂和硝酸锂的原位分解構建Li3N/Li2O異質結構界面層，以替代SEI中LiF的作用。該團隊的研究表明，Li3N/Li2O異質結構界面層，在實際應用條件下（100 μm锂負極，N/P比為3.09，1.5 Ah軟包電池），無氟锂金屬電池在100次循環後仍保持77.93%的容量，證明了該策略的優越性和實用價值，相關成果以“Construction of a Fluoride-Free and High-Voltage Lithium Metal Battery with a Li3N/Li2O Heterostructure Solid Electrolyte Interface”為題，發表于國際頂級期刊《Advanced Functional Materials》（JCR一區，IF=18.5）。
圖4 Li3N/Li2O異質結構界面層設計機理
bevictor伟德官网教師近期在國際頂級期刊集中發表多項儲能電池研究成果，不僅是對他們個人科研能力的高度認可，更是學院堅持“六新”發展理念為引領的有力見證。未來，bevictor伟德官网将繼續秉持創新精神，在科研道路上砥砺前行，創造更多卓越成果，為儲能電池領域的發展乃至社會的進步做出更大貢獻。
bevictor伟德官网 鞏帥奇 供稿