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学校教授团队在高容量水系电池领域取得重要突破

编辑:陈进  时间:2026-10-09  稿件来源:理学院  

近日,理学院邹军教授团队在高容量水系电池领域取得重要突破,相关研究成果发表于《Nature Communications》,Nat Commun (2026),上海应用技术大学为论文第一署名单位。第一作者为联合培养博士生郑昌冉,理学院本科生徐惠敏、武汉大学博士生丁启航为共同第一作者。理学院邹军教授、杨波波副教授与复旦大学樊嘉杰青年研究员为论文共同通讯作者。

针对云南万亩橡胶林下金毛狗蕨种植过程中补光、消杀、巡检和播报等多功能山地机器人对电池防火、防泄漏、高容量等需求,团队联合复旦大学、武汉大学开展高容量水系电池研究,探索替代传统锂离子电池和铅酸蓄电池的方案,以降低电池失火及破损泄漏对林地生态环境带来的风险。

团队通过在碲晶格中引入少量硒,调控材料电子结构与离子输运行为,促进Te4+→Te2+→Te0→Te2-多价态逐级可逆转化,将传统碲基储能由“两电子反应”拓展至“六电子反应”。 优化后的电极实现约95.8%的理论六电子容量利用率,比容量达到约1217 mAhg-1,接近六电子反应理论容量极限,两只软包电池串联后可为手机负载供电。

同时,电化学极化降低至约0.13 V。在约6 A g-1的高倍率条件下,仍可输出约516 mAh g⁻¹的容量。与国内外已报道的碲基储能体系相比,该体系在比容量与高倍率输出之间实现了更优的兼顾。软包电池以醋酸钠水溶液为电解液,经过针刺、灼烧及负载测试,所有软包电池均未出现燃烧,机械损伤后仍可负载运行。

未来,团队将推动高容量水系电池在设施农业、山地机器人、AI数据中心、通信基站、海洋装备和航空航天等领域的应用。