科研動(dòng)態(tài)

學(xué)院鄭家新/許賢祺團(tuán)隊(duì)新進(jìn)展：揭示Cu2+對(duì)鈉離子層狀正極材料空氣穩(wěn)定性的作用機(jī)制

鈉離子電池（SIB）因其資源豐富、成本低廉以及較高的能量密度，被視為極具發(fā)展?jié)摿Φ南乱淮鷥?chǔ)能體系。在眾多鈉離子電池正極材料中，層狀氧化物因其優(yōu)異的離子電導(dǎo)率和簡(jiǎn)便的合成工藝而備受關(guān)注。然而，該類材料在空氣中易與H2O、CO2和O2等發(fā)生反應(yīng)，生成雜質(zhì)相，導(dǎo)致活性鈉離子損失、能量密度下降及結(jié)構(gòu)退化，嚴(yán)重影響其循環(huán)穩(wěn)定性與規(guī)模化制造成本。為提升其空氣穩(wěn)定性，研究界已提出層間距調(diào)控、成分優(yōu)化及表面修飾等多種策略...

2025-10-23

學(xué)院潘鋒團(tuán)隊(duì)在《先進(jìn)材料》發(fā)表高性能鈷酸鋰界面電化學(xué)重構(gòu)研究進(jìn)展

鈷酸鋰（LiCoO2，LCO）是目前廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦及高速無人機(jī)等鋰離子電池的主流正極材料。當(dāng)前該材料發(fā)展的關(guān)鍵挑戰(zhàn)在于，如何在提升充電截止電壓以實(shí)現(xiàn)高能量密度的同時(shí)，保持其循環(huán)穩(wěn)定性。當(dāng)充電截止電壓提高至4.55 V（vs. Li/Li+）及以上時(shí)，劇烈的正極/電解質(zhì)界面副反應(yīng)會(huì)引發(fā)材料表面結(jié)構(gòu)及正極/電解質(zhì)界面相（CEI）結(jié)構(gòu)退化，導(dǎo)致電極極化加劇、容量快速衰減、循環(huán)穩(wěn)定性下降，并削弱高壓相變過程的可逆性，從...

2025-10-16

學(xué)院潘鋒教授與合作者在《先進(jìn)材料》發(fā)文總結(jié)聚合物固態(tài)鋰電池界面性能提升的機(jī)理與方法

聚合物復(fù)合電解質(zhì)（PCEs）在提升電池安全性、穩(wěn)定性和能量密度方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)高能量密度儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵材料之一。然而，PCEs在實(shí)際應(yīng)用中仍面臨嚴(yán)峻的界面挑戰(zhàn)，尤其是在高電壓或高能量密度體系中，界面不穩(wěn)定、副反應(yīng)頻發(fā)及界面相容性差等問題更為突出，嚴(yán)重制約了離子傳導(dǎo)效率與電池整體性能。因此，系統(tǒng)分析高能量密度條件下的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，并提出針對(duì)性解決方案，對(duì)推動(dòng)下一代儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展具有重要意義。盡管已...

2025-10-09

學(xué)院潘鋒/楊盧奕團(tuán)隊(duì)在《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》上報(bào)道調(diào)控電解液提升鋰電池正極鈷酸鋰界面穩(wěn)定性的研究進(jìn)展

鈷酸鋰（LiCoO2，LCO）正極目前仍是消費(fèi)電子領(lǐng)域鋰離子電池的主流正極材料。然而，隨著工作電壓升高（> 4.5 V），鈷酸鋰層狀正極材料將面臨結(jié)構(gòu)不可逆相轉(zhuǎn)變、嚴(yán)重界面副反應(yīng)、表面過渡金屬溶解以及晶格氧參與電化學(xué)過程等問題，導(dǎo)致正極-電解液界面（CEI）阻抗增加和電極容量迅速衰減。針對(duì)這一挑戰(zhàn)，潘鋒教授課題組在前期研究中通過表面包覆物結(jié)構(gòu)調(diào)控與氟化電解質(zhì)設(shè)計(jì)等策略，在高電壓鈷酸鋰表面精準(zhǔn)構(gòu)筑了功能化CEI層，顯著...

2025-09-08

學(xué)院鄭家新/許賢祺團(tuán)隊(duì)新進(jìn)展：質(zhì)子對(duì)層狀LiNiO2表面雜質(zhì)形成過程的影響

鋰離子電池（LIB）因其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)勢(shì)，已被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備與電動(dòng)汽車領(lǐng)域，是目前最成功且商業(yè)前景最廣闊的可充電電池體系之一。為進(jìn)一步提升鋰離子層狀正極材料的能量密度并降低成本，提高鎳含量已成為主流技術(shù)路線。然而，隨著鎳含量的增加，該類材料對(duì)空氣中的水和二氧化碳更為敏感，其表面反應(yīng)生成的雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致電池能量密度下降、結(jié)構(gòu)退化以及一系列安全隱患。目前，大多數(shù)研究聚焦于材料與空氣分...

2025-09-04

學(xué)院潘鋒團(tuán)隊(duì)在《JACS》報(bào)道基于材料基因組學(xué)調(diào)控“準(zhǔn)有序”結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高性能富鋰錳基鋰電池材料的研究進(jìn)展

隨著新能源汽車和儲(chǔ)能市場(chǎng)需求的持續(xù)增長(zhǎng)，商業(yè)化鋰離子電池正極材料（如鎳鈷錳三元材料和鈷酸鋰）在過去十年間價(jià)格迅速攀升。相比之下，錳元素在自然界中儲(chǔ)量豐富、成本低廉，具備顯著的資源優(yōu)勢(shì)。富鋰錳基層狀氧化物正極材料中所展現(xiàn)的陰離子氧氧化還原反應(yīng)，被視為突破鋰離子電池能量密度瓶頸的變革性途徑之一，因而受到產(chǎn)業(yè)界與學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。然而，傳統(tǒng)陰離子氧氧化還原反應(yīng)在高電壓（>4.5?V）條件下容易誘發(fā)氧–氧二...

2025-08-28

學(xué)院鄒如強(qiáng)/高磊團(tuán)隊(duì)在Science Advances發(fā)文報(bào)道全固態(tài)電池鋰枝晶調(diào)控的最新突破

近日，北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院鄒如強(qiáng)教授與高磊副研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合南方科技大學(xué)、深圳屹艮科技有限公司等單位，在國(guó)際頂級(jí)期刊Science Advances發(fā)表題為“Dynamic Control of Lithium Dendrite Growth with Sequential Guiding and Limiting in All-Solid-State Batteries”的研究論文（DOI: 10.1126/sciadv.adw9590）。該研究創(chuàng)新性地提出并實(shí)現(xiàn)了一種“引導(dǎo)+限制”的鋰枝晶動(dòng)態(tài)調(diào)控策略，通過對(duì)固態(tài)電解質(zhì)層進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)...

2025-08-22

學(xué)院楊世和團(tuán)隊(duì)在仿生鈣鈦礦智能相機(jī)多光譜感知方面取得研究進(jìn)展

近日，北京大學(xué)深圳研究生院與西安電子科技大學(xué)的研究人員創(chuàng)新性地提出一種基于仿生視覺的多光譜融合策略。該策略依托團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的氣液固噴涂技術(shù)（ALS），成功構(gòu)建出覆蓋紫外-可見光譜的七通道窄帶鈣鈦礦光電探測(cè)器陣列，并結(jié)合深度學(xué)習(xí)顏色融合算法（MSCF-DNN），實(shí)現(xiàn)了通過單次拍攝捕獲全光譜信息并準(zhǔn)確還原RGB色彩的能力，為遙感監(jiān)測(cè)與醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域提供了新的技術(shù)路徑。相關(guān)研究成果以“Biovision-Inspired Perovskite ...

2025-08-22

學(xué)院鄭家新團(tuán)隊(duì)新進(jìn)展：AI2加速鋰負(fù)極界面研究

北京大學(xué)新材料學(xué)院鄭家新課題組近期提出了一種創(chuàng)新的混合方法——混合第一性原理分子動(dòng)力學(xué)與機(jī)器學(xué)習(xí)勢(shì)（HAML），為高效模擬電極-電解質(zhì)界面提供了新思路。基于該方法，團(tuán)隊(duì)成功揭示了界面反應(yīng)動(dòng)力學(xué)在界面調(diào)控中的關(guān)鍵作用。相關(guān)研究成果以“Machine-learning-accelerated mechanistic exploration of interface modification in lithium metal anode”為題，發(fā)表于計(jì)算材料領(lǐng)域頂級(jí)期刊npj Computational Materials。 ? ? ?...

2025-08-11

學(xué)院肖蔭果團(tuán)隊(duì)在《自然·通訊》發(fā)表研究成果：原位中子和電子顯微方法揭示富鋰錳基正極材料結(jié)構(gòu)失效機(jī)制

富鋰錳基正極材料（LRM）因其特有的陰離子氧化還原反應(yīng)而具有高比容量，被視為下一代鋰離子電池最具潛力的正極材料之一。然而在實(shí)際應(yīng)用中，該材料仍存在首圈循環(huán)不可逆性顯著、持續(xù)容量與電壓衰減等問題，同時(shí)高截止電壓會(huì)誘發(fā)陰離子氧化、氧釋放、Li/TM 遷移及界面副反應(yīng)等一系列內(nèi)生結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的級(jí)聯(lián)過程。針對(duì)以上問題，肖蔭果團(tuán)隊(duì)在富鋰錳基層狀正極材料研究中取得系列創(chuàng)新成果，包括：構(gòu)建強(qiáng)配體界面（Advanced Functional ...

2025-08-05