六新引領繪新篇 | bevictor伟德官网研究團隊在Nature子刊發表儲能電池寬溫域高安全電解質研究成果

近日，我校bevictor伟德官网闵宇霖教授團隊研究開發了一種基于醚基的熱響應電解質，其Li+溶劑化結構随溫度變化而改變，有助于形成多晶電極/電解質界面，從而實現锂金屬電池在寬溫域（−60 ~ 60oC）下的安全穩定運行。相關成果以“Thermoresponsive ether based electrolyte for wide temperature operating lithium metal batteries”為題發表在Nature子刊《自然·通訊》（Nature Communications DOI : 10.1038/s41467-025-60524-8）上，标志着我校在國際儲能電池材料與安全領域占有一席之地。論文第一作者為我校bevictor伟德官网2024屆碩士研究生顧榕，目前在同濟大學攻讀博士學位，徐巾婷博士、朱晟副教授、時鵬輝教授和闵宇霖教授為通訊作者，bevictor伟德官网為論文唯一署名單位。

随着全球推進碳中和與新型電力系統建設，迫切需要安全可靠的儲能電池來提高可再生能源儲存與轉換效率，然而傳統锂電池存在嚴重的熱失控和低溫性能衰減等問題。電解質被視為電池的“心髒”，能夠在寬溫域下穩定運行的本質安全電解質對儲能電池的大規模并網至關重要。

本工作中，作者通過1,3,5-三惡烷（TO）重新構築溶劑化鞘，促進陰離子解離并增強電荷轉移動力學，形成以CIP為主的溶劑化結構，提升電池低溫性能。随着溫度的升高，TO在60℃下引發四氫呋喃的陽離子開環聚合，産生抗氧化醚基聚合物，形成AGG I和AGG II的溶劑化結構，提高高溫穩定性和安全性。使用這種TO基電解質的Li||Ni0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）電池能夠在寬溫域（−60~60℃）下可靠運行。封裝後的1.5 Ah Li||NCM811軟包電池在−40°C和0.05C下循環60次後，容量保持率為74.7%，比能量可達317.1 Wh kg−1，在−60°C下放電時，依然能夠保持室溫容量的61.7%。

圖1 寬溫锂金屬電池電解液的設計

圖2 使用THF和TO基電解質的Li||NCM811電池在寬溫度下的電化學性能

近年來，bevictor伟德官网堅定不移地踐行學校“六新”發展理念，創新師資隊伍建設和人才培養機制，持續出台多項激勵政策，積極凝練學科方向，組建科研團隊，搭建創新平台，鼓勵教師開展原創性和基礎性科學研究。本論文的發表是學院一系列政策下的又一重大成果，體現了學院青年教師學術能力和研究生培養質量的顯著提升，也極大激發了廣大教師投身科研工作的熱情，為實現學科高質量、可持續發展注入強大動力。

該工作得到國家自然科學基金、上海市科學技術委員會及資源化學國際聯合實驗室的支持。

bevictor伟德官网 朱晟 供稿