西安交大徐友龙教授团队在锂硫凝胶电池研究领域取得新进展
2026/07/08
锂硫(Li-S)电池凭借理论能量密度高、成本低廉及环境友好等优势,被认为是极具应用前景的下一代储能体系。其中,硫化聚丙烯腈(SPAN)正极材料凭借硫利用率高、循环稳定性好且基本消除穿梭效应等优势被认为是高能量密度锂-硫电池的潜在正极。然而,SPAN的引入并未彻底解决电解液兼容性问题,反而在电解液匹配层面带来了新的挑战:在碳酸酯基电解液中,SPAN正极可实现较高库仑效率并显著降低多硫化物溶解,但循环性能仍受锂枝晶生长和锂负极粉化严重制约;醚基电解液虽与锂金属相容性佳、可实现高可逆锂沉积,却会破坏SPAN中的S-S键,生成可溶性多硫化锂(LiPSs),使固-固转化反应失效。因此,设计兼具锂金属负极界面稳定性和SPAN正极固-固转化可逆性的电解质,是提升Li||SPAN电池循环寿命的关键途径。
针对这一难题,西安交通大学先进储能电子材料与器件研究所徐友龙教授研究团队提出一种新型凝胶聚合物电解质(命名为FETB-GPE)。该电解质基于氟化弱溶剂化体系,通过含氟丙烯酸酯单体-丙烯酸六氟丁酯(HFBA)与多官能团聚交联剂-季戊四醇四丙烯酸酯(PETEA)的热引发原位共聚制备而成。体系中引入二氟草酸硼酸锂(LiDFOB),有效调控Li+溶剂化结构,显著提升接触离子对(CIPs)与离子聚集体(AGGs)的比例,进而促进富含LiF及LixBOyFz的致密无机界面相形成。该策略实现了界面化学调控与Li+传输动力学的协同优化,在加速离子传导的同时,显著提升了锂负极的循环稳定性与快充能力。此外,交联聚合物网络赋予电解质良好的机械强度与界面贴合性,进一步增强了电池的安全性与结构完整性。所得FETB-GPE凝胶聚合物电解质展现出卓越的综合电化学性能。采用该电解质的Li||Li对称电池在0.2 mA cm?2下可实现4000小时稳定循环,在0.5 mA cm?2下循环1000小时;Li||Cu电池在0.5 mA cm?2下锂沉积/剥离库仑效率高达99.1%,证实了高度可逆的锂沉积行为。尤为突出的是,Li||SPAN全电池在5 C高倍率下循环1500次后容量保持率仍高达90.29%,兼具优异的长期循环稳定性与快速充放电能力。该研究为开发与SPAN正极高度兼容的凝胶聚合物电解质体系提供了新的设计思路,对推动高安全、长寿命锂硫电池的发展具有重要意义。
近日,该研究成果以《调控凝胶聚合物电解质中的阴离子溶剂化竞争力以构建长寿命Li||SPAN电池的稳定界面》(Modulating Anion Solvation Competitiveness in Gel Polymer Electrolytes to Construct Robust Interphases for Long-Life Li-SPAN Batteries)为题发表在国际知名学术期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。西安交通大学电信学部电子科学与工程学院杨浦博士为论文第一作者,徐友龙教授为通讯作者。西安交通大学为论文唯一通讯单位。该工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国电子科技集团公司的资助。论文测试表征得到了西安交通大学国家储能技术产教融合创新平台和西安交通大学分析测试共享中心的支持。
这也是徐友龙教授课题组在锂/钠金属电池固态电解质材料研究领域取得的又一重要突破。近年来,该团队围绕共晶聚合物电解质、氟化凝胶聚合物电解质的设计与制备等方向,已积累系列创新成果(Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2500067; Adv. Funct. Mater. 2026, 36, e17900; Adv. Funct. Mater. 2026, 36, e75367)。
文章来源西安交大,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。
-
2026年第五届机器学习、云计算与智 1064
-
2026年第九届可再生能源和电力工程 232
-
2026年第二届计算机视觉与机器学习 1629
-
2026年6月优质国际学术会议推荐 2046
-
2026年人工智能赋能信息与通信系统 328
-
2026资源、化学化工与应用材料国际 3410
-
2026年图像处理与数字创意设计国际 3221
-
2026年机械工程,新能源与电气技术 7709
-
2026年材料科学、低碳技术与动力工 3369
-
2026智能技术、信息工程与现代应用 07-23
-
2026电力工程、新能源技术与智能自 07-23
-
2026土木工程、环境工程与绿色建设 07-23
-
2026材料工程、智能制造与绿色工艺 07-23
-
2026系统工程、智能控制与自动化技 07-23
-
2026工程基建、环境优化与智慧建造 07-23
-
2026 JCR影响因子正式发布712
-
中国科协发布2025年《重要学术1277
-
2026年新锐分区(原中科院期刊7061
-
2025年两院院士增选有效候选人5691
-
好学术:科研网址导航|学术头条分7364
-
2025年国际期刊预警名单发布!7578
-
2025年中科院期刊分区表重磅发26288
-
吉林大学校长张希:学术会议中的提8634
-
研究揭示黄河口近海微生物群落生态07-11
-
研究揭示黑土农田土壤有机碳积累的07-11
-
恒星反馈与多代恒星形成研究获进展07-11
-
近岸复杂水体中颗粒有机碳光学反演07-11
-
研究利用反向喷流揭示3C 84黑07-11
-
科研人员构建人类胚盘样原肠模型07-11
-
南京大学北半球多年冻土区苔原植被07-11
-
上海永飞投资咨询有限公司 23443

-
IAASE 8411

-
四川大学材料学院 18332

-
南京大学 2561

-
中国社会发展研究院会议中心 18564

-
青岛皇冠商务会展有限公司 18528

-
系以思以迈管理咨询(上海)有限公 8399

-
沈阳博思教育 24405

-
北京农业工程学会 18638

-
中山大学行政管理研究中心 21622

-
上海大学 21491

-
青海省海北州 18625

-
恒信通讯公司 21551

-
WILL 8345

-
哈尔滨工程大学 23612

-
科技有限公司 18454

-
扬州大学信息工程学院 18536

-
springer出版社 21505

-
上海电力学院 18737

-
2018年经济管理与绿色发展国际 23403





















62










































