【儀表網 研發快訊】近日，材料科學與工程學院在寬溫域超快充鋰電池研究方向取得重大突破，相關成果以“Coupling Temperature‐Adaptive Solvation With Nano‐Confined Channels Enables Ultrafast Charging Batteries Spanning 140 °C Window”(10.1002/aenm.70987)為題，在國際頂級學術期刊Advanced Energy Materials(五年影響因子IF=26.8)發表。文章第一作者為國家卓越工程師學院2024級博士研究生付倩倩，通訊作者為材料學院教授司鵬超，山東大學為第一完成單位。
傳統電池難以同時兼顧低溫下快速的界面反應動力學與高溫下的界面穩定性，單一的電極或電解液改性路徑無法突破寬溫適配與超快充性能協同提升的瓶頸，嚴重限制了其在極端溫差場景的應用。為解決這一問題，該課題組開發了Ce-N共摻雜納米限域通道高倍率電極，構建了溫度自適應弱溶劑化寬溫電解質，通過二者協同調諧電極界面富陰離子內外亥姆霍茲層結構，實現極端溫度下溶劑化結構的動態自適應轉換，既加速了低溫環境中鋰離子的去溶劑化過程與反應動力學，又能有效抑制高溫工況下的界面副反應。基于這種協同增效的設計理念，電池在-60 ℃至80 ℃的超寬溫度窗口內實現了優異的循環穩定性與倍率性能。
司鵬超教授團隊長期致力于將國家重大需求與基礎研究相結合，圍繞極端環境下高安全、高比能二次電池材料精準設計與器件構筑的關鍵科學問題開展基礎應用研究。團隊長期深耕寬溫域快充鋰離子電池、聚合物鋰電池、固態電池三大核心研究方向，通過材料結構調控、電解液溶劑化工程與電極界面優化等多維度策略，系統性提升電池在極端環境下的綜合性能，最終實現高比能、長壽命、高安全性、寬溫域適配的先進電池體系構筑，助力我國新能源產業升級與極地科考、航空航天、特種裝備等領域國家能源戰略的可持續發展。
上述研究工作得到了山東省科學技術廳、高端裝備涂料全國重點實驗室、山東省新質電化學催化轉化交叉技術重點實驗室、山東大學先進材料測試與制造中心的技術和經費支持。
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