近日，化學(xué)化工學(xué)院錢濤教授、周金秋副教授團隊在《Advanced Materials》上發(fā)表題為“Tailoring Cold-Resilient Electrolytes Driven by Mechanisms Underlying Ice Melting for Cryogenic Zn Batteries（為低溫鋅電池定制由冰融化機制驅(qū)動的耐寒電解質(zhì)）”的研究論文。2023級碩士研究生楊秀珍為論文第一作者，錢濤、周金秋為通訊作者，南通大學(xué)為唯一通訊作者署名單位。

可充電水系鋅金屬電池因其資源豐富、安全性高和成本低等優(yōu)點，成為新一代大規(guī)模儲能系統(tǒng)的重要候選。在極端低溫如深海或外太空環(huán)境下，電解液容易結(jié)冰，嚴(yán)重限制其工作性能和應(yīng)用前景。傳統(tǒng)的抗凍策略往往側(cè)重于冷卻過程中的結(jié)冰行為，忽視了“冰如何融化”這一關(guān)鍵過程。本研究提出以冰的融化動力學(xué)為核心的電解液設(shè)計邏輯，定義了理論冰點降低程度、化學(xué)物質(zhì)與冰表面水分子的相互作用強度、對冰晶格的晶界滲透效率等三大關(guān)鍵篩選指標(biāo)，為抗凍電解液提供了理論依據(jù)和量化標(biāo)準(zhǔn)。在這一理論指導(dǎo)下，研究團隊將甲酸鉀作為電解液添加劑，顯著提升了水系電解液的低溫性能，使得全電池能夠在-40°C下實現(xiàn)超過1000次的穩(wěn)定循環(huán)，且軟包電池（正極載量為7.5 mg cm?2）在-40°C下展現(xiàn)出110 mAh g?1的高比容量。這一成果為開發(fā)更可靠的低溫電解液提供了新的視角，豐富了低溫電化學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計理念。

此前，錢濤教授團隊針對高性能電化學(xué)儲能電池開展了系列研究，尤其在極端環(huán)境電池、固態(tài)電池方面取得了諸多原創(chuàng)性突破，承擔(dān)了包括江蘇省杰出青年基金、國家自然科學(xué)基金面上項目等在內(nèi)的多項重點研究課題。

《Advanced Materials》是中科院一區(qū)Top期刊，Nature Index期刊，影響因子27.4。

（楊凱）

 文章鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202506537