近日,学校储能材料及系统学科交叉中心在材料科学领域取得重要学术进展,以冉奋教授为通讯作者、材料学院博士生刘蕊为第一作者的观点文章“Crystal Engineering: Breaking ‘Fast-charging’ Limit of Anode Materials in Lithium-Ion Batteries”发表于国际顶级期刊《Progress in Materials Science》。该期刊影响因子高达40,为中国科学院一区TOP期刊,在材料学界享有极高声誉。

在可再生能源与低碳转型的全球背景下,储能材料作为支撑电化学储能技术的核心,其性能突破直接决定了新能源系统的效率与可靠性。锂离子电池因能量密度高、循环寿命长而占据主导地位,但其快充能力受限于负极材料中锂离子的扩散动力学,传统优化策略难以突破晶体结构对离子输运的根本约束,因此电极材料的晶体工程成为关键突破口。文章系统阐明决定快充性能的结构关系,重点分析了原子尺度掺杂、微纳尺度构型设计及新材料体系挖掘三类策略。文章指出观点:当前研究仍面临精准合成、动态演化表征等挑战,未来需结合原位技术与机器学习,推动从经验探索走向理性设计,为新一代快速充电电动汽车、消费电子及规模储能系统提供关键材料支撑。
储能材料及系统学科交叉中心是甘肃省教育厅批准建设的省级高校学科交叉中心试点建设单位。该中心面向新能源发展重大需求,围绕高分子储能材料、有色金属基储能材料、能源动力与化学工程等领域开展创新研究,致力于突破储能材料与系统集成关键技术,推进学科交叉融合,服务国家战略。(图/文:刘蕊;审核:冉奋)