大连理工大学研发“仿心脏”式电极材料，突破钠离子电池性能瓶颈

近日，大连理工大学材料科学与工程学院胡方圆教授团队成功研发出一种新型“仿心脏”式电极材料，有效解决了钠离子电池中离子传输动力学缓慢的问题。该研究成果已发表在《Energy & Environmental Science》期刊上，并被选为当期封面论文。

该团队受到心脏泵血机制的启发，将液态金属与高性能聚合物结合，构筑出具有节律性体积变化的电极材料。在电化学氧化和还原反应过程中，液态金属的界面张力随电极电势变化而呈现舒张和收缩形态，从而促进了钠离子的快速脱出和嵌入。这种“仿心脏”式电极材料不仅具有优异的电化学性能，还具备自修复功能，可显著提高钠离子电池的容量和循环稳定性。

为了实时探究钠离子电池在工况下微应力变化对电性能的影响，该团队还开发了微应力-电化学信号原位监测装置。通过内置微型传感器，实现了对软包电池在充放电过程中微应力变化与电化学性能的实时监测和解耦分析。这一创新不仅揭示了电极结构电势变化和材料界面张力之间的构效关系，还为钠离子高效传输提供了一种新思路。

据悉，该团队在研发过程中克服了诸多技术难题，包括液态金属的直接应用难题和表征技术与设备的创新难题。他们秉持“没有条件也可以创造条件”的科研信念，最终成功组装出新型应力-电化学传感设备，为研究成果的取得奠定了坚实基础。

此次研究成果的取得，标志着大连理工大学在钠离子电池电极材料领域取得了重要突破，为电化学能源器件的发展注入了新的活力。