江蘇
2026 年 6 月 17 日，廈門大學作為第一單位和通訊單位，在國際頂尖學術期刊 Nature 上發表了兩篇研究論文。
2026 年 6 月 17 日，廈門大學謝清水教授、彭棟梁教授、美國西北大學李堅濤助理教授作為共同通訊作者，范孟健、李堅濤作為共同第一作者，在 Nature 期刊發表了題為：Fast formation to reinforce lithium-rich cathodes（快速化成以增強富鋰正極）的研究論文。
在鋰離子電池制造中，化成（Formation，電池制造中的關鍵激活工序，即通過首次充放電讓電池內部化學物質進入穩定工作狀態）通常涉及低倍率充放電循環以建立穩定的電極-電解質界面，這是一個耗時的過程。
在這項最新研究中，研究團隊對富鋰層狀氧化物正極的研究結果，挑戰了傳統化成的必要性——這一過程甚至可能縮短電池壽命。該研究認為，快速化成能夠降低生產成本，并提升容量和穩定性。多尺度同步輻射技術表明，首次充電后殘留的鋰離子對后續結構演變和循環性能至關重要。深度脫鋰會因本征脆弱的缺鋰基質導致嚴重的結構退化和容量衰減。相比之下，快速化成中殘留的鋰離子通過自釘扎效應增強可逆性，防止有害的晶格變形并強化離子存儲骨架。將初始充電電流密度從 0.2 C 調整至 2 C，可將可逆容量提升 20%，循環壽命延長超 36%。此外，該方法還可推廣至其他電極體系，為更高效的電池生產提供了新見解。
2026 年 6 月 17 日，廈門大學廖洪鋼教授、孫世剛教授作為共同通訊作者，廈門大學博士生周詩遠、華中科技大學裴非研究員、福州大學鄭琦正副教授作為共同第一作者，在 Nature 期刊發表了題為：Revealing competitive interfacial reactions in high-energy Li–S batteries（揭示高能量鋰-硫電池中的競爭性界面反應）的研究論文。
固液界面的電荷轉移，在各種儲能系統中發揮著關鍵作用，尤其是在反應物濃度動態變化的情況下。解析這些復雜的反應路徑仍是一項重大挑戰，特別是在鋰-硫（Li–S）電池中，要實現高能量密度需要高效轉化高濃度的多硫化鋰（LiPS）。然而，貧電解液條件下硫化鋰（Li?S）沉積與溶解的機制仍知之甚少。
在這項最新研究中，研究團隊利用原位液相電子顯微鏡，直接觀察了電極-電解液界面上濃度驅動的相分離。在這些高濃度界面層（HCIL）中，表面和溶液之間的競爭決定了電荷轉移動力學，并最終控制不同相界面處的 Li?S 沉積。密度泛函理論（DFT）計算表明，多硫化鋰（LiPS）的聚集改變了分子幾何構型、電子性質和軌道雜化，共同促進了通過高濃度 LiPS 團簇的電荷轉移。基于這些認識，研究團隊設計了優化電極，平衡了界面反應路徑，實現了快速充電（4 C，26.8 mA cm?2）并獲得了超過 400 Wh kg?1 的高能量密度。這些發現提供了在實際工作條件下界面反應的機理理解，并為推進鋰-硫電池提供了設計策略。
編輯、審核：吳佳陽
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