融媒中心讯/近日，华体汇app安卓版官网下载安装材料科学与工程学院新能源材料与工程研究院郑云教授、张久俊院士团队在在材料领域国际权威期刊《Advanced Materials》（影响因子27.4，中国科学院一区）上连续发表重要研究成果。相关成果分别以“Microenvironment Regulation Unlocks High Li⁺Conductionin Polyether Electrolytes for High-PerformanceQuasi-Solid-State Batteries”（成果一）和“Loss and recovery of effective lithium in anode-free solid-state lithium metal batteries”（成果二）为题。

成果一：

“微环境调控”电解质的设计思路及其锂离子传导机制

固态锂金属电池因其超高能量密度和本质安全性的优势，已成为储能领域的研究前沿。在众多研究中，聚醚类电解质（PEs）因其优异的锂盐解离能力和与锂金属的良好界面兼容性，受到了广泛关注。然而，传统PEs的关键瓶颈在于其固有的低锂离子（Li⁺）电导率，这主要受限于以下两个关键因素：（1）Li⁺与阴离子的强结合作用，显著降低自由Li⁺浓度；（2）Li⁺与聚合物链中醚氧基团的强配位作用，阻碍Li⁺的高效迁移。现有策略（如聚合物链设计、填料引入及阴离子固定等）难以突破Li^⁺与聚合物强耦合导致的高迁移能垒问题，结构改性虽有效但受限于材料本征结构和制备工艺复杂性。相比之下，调控聚合物周围微环境作为简便可行的新路径，尚未被充分探索。

基于此，华体汇app安卓版官网下载安装材料学院郑云教授、张久俊院士团队提出“微环境调控”策略，通过在PEs中引入弱路易斯酸性的锗离子（Ge⁴⁺）位点，成功构建了高性能微环境调控聚醚类聚合物电解质。该策略利用Ge⁴⁺的双重作用，通过对醚氧基团的吸电子效应，削弱Li^⁺−聚合物相互作用；同时，锚定阴离子（TFSI^⁻）以释放更多游离Li⁺。此外，Ge⁴⁺基材料的自身Li⁺通道进一步提供了直接传输路径，对应锂金属电池表现出优异的稳定快充和长循环寿命的性能。具体看来，所装配的Li||Li对称电池展现出超过2000小时的超长稳定循环；Li||LiFePO₄全电池在5C高倍率下循环2190次后仍保持92.1%的容量与近100%的库伦效率。这项工作通过微环境调控机制，为高性能锂金属电池的聚合物电解质设计开辟了新的思路与方向。

华体汇app安卓版官网下载安装材料学院硕士生汪鸿遥为该论文的第一作者，华体汇app安卓版官网下载安装材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院为第一单位，项目获得国家自然科学基金外国学者研究基金项目、福建省“闽江学者”奖励支持计划项目、福建省自然科学基金、福建省中青年教师教育科研项目、华体汇app安卓版官网下载安装贵重仪器设备开放测试基金、华体汇app安卓版官网下载安装材料科学与工程学院一流学科培优项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202510197

成果二：

无阳极固态锂金属电池面临的挑战及各种应对策略概述

无负极固态锂金属电池（AFSSLMBs）因其理论能量密度高、安全性好、成本低且制造工艺简化等显著优势，被视为下一代高性能电化学储能器件的重要发展方向。然而，该体系在循环过程中普遍存在的锂沉积/剥离效率低、容量衰减快等关键问题，严重阻碍了其实际应用进程。为突破这一瓶颈，亟需从新的视角深入理解其失效机制并探索优化策略。

本文基于当前对AFSSLMBs的理解，首次系统性地从“有效锂损失”这独特角度剖析AFSSLMBs面临的挑战。创新性地提出“有效锂损失=不可逆锂损失+迟缓锂动力学”的公式。并以规避“有效锂损失”为主线，系统总结了近2-3年涌现的五类关键组件层面的先进优化策略：先进固态电解质构筑，集流体/固态电解质界面优化，集流体改性，先进3D锂宿主设计，先进正极调控。最后，文章提出了AFSSLMBs当前面临的挑战及未来的发展方向，旨为加速该先进技术的研发进程，推动其走向实际应用与商业化。

材料学院23级硕士生张天柱为该论文的第一作者。华体汇app安卓版官网下载安装材料科学与工程学院、新能源材料与工程研究院为第一单位。论文得到华体汇app安卓版官网下载安装郑云教授和张久俊院士的共同指导。获得国家自然科学基金外国学者研究基金项目（22250710676）、福建省“闽江学者”奖励支持计划项目、福建省自然科学基金（2024J01261）、福建省中青年教师教育科研项目（JZ230002）、华体汇app安卓版官网下载安装材料科学与工程学院一流学科培优项目等资助。

文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202505695