全固态锂电池是目前新型化学电源领域的研究热点，采用固体电解质取代传统的易燃有机电解液可从根本上提高电池的安全性。特别是聚合物固体电解质具有优良的柔性，质量轻而且易于加工，具有大规模应用前景。然而，该类电解质存在室温离子电导率低、锂枝晶抑制能力较差等问题，难以满足实际应用的要求。围绕上述问题，我校材料学院新能源材料团队开展相关研究，近期取得了许多创新性成果和重要进展，在国内外高水平期刊上发表多篇学术论文。
团队创新性地以层状粘土为原料，通过电解质内部相界面精确调控有效促进了固体电解质中锂离子快速传导，开发出了室温离子电导率高、抗枝晶性能好、低成本、“刚柔并济”的有机—无机复合固体电解质材料，实现了全固态锂电池室温下长时间稳定循环。相关成果以《超薄水滑石纳米片促进的复合固体电解质助力室温下稳定循环的全固态锂电池》（Ultrathin layered double hydroxide nanosheets enabling composite polymer electrolyte for all-solid-state lithium batteries at room temperature）为题发表于材料领域权威期刊《先进功能材料》（Advanced Functional Materials，2021，2101168，影响因子IF: 18.808）。同时，通过静电纺丝技术对电解质结构进行了优化设计，开发出电化学性能优异、各向异性的固体电解质材料，相关成果以《于各向异性固体电解质膜的高性能固态锂金属电池》 （Ultrathin Layered Double Hydroxide Nanosheets Enabling Composite Polymer Electrolyte for All-Solid-State Lithium Batteries at Room Temperature）为题发表于材料领域权威期刊《先进科学》（Advanced Science，2021，2100899，影响因子IF: 16.806）。此外，团队创新性地以氢化物作为无机填充与聚合物复合，开发出高性能的新型复合固体电解质材料，以《氢化物调控复合固体电解质实现固态锂电池在25 °C稳定循环》（Modulating Composite Polymer Electrolyte by Lithium Closo-Borohydride Achieves Highly Stable Solid-State Battery at 25 °C）为题在国内高水平期刊《中国科学·材料》（SCIENCE CHINA Materials，影响因子IF:8.273）上发表。基于固态锂电池方向深厚的研究积累，团队受邀在国内高水平期刊《电化学能源评论》（Electrochemical Energy Reviews，2021，4: 169-193，影响因子IF: 28.905）上发表题为 《全固态锂电池电极/电解质界面研究综述》（Electrolyte/Electrode Interfaces in All-Solid-State Lithium Batteries: A Review）的综述，并被选为封面文章，重点阐述了电极/电解质固固界面优化的关键策略，为推动全固态锂电池研究和技术开发提供重要参考。
以上工作得到国家自然科学基金面上项目（51971146、51971147）、青年项目（21905174）、上海市青年科技启明星计划（20QA1407100、21QA1406500）、上海市自然科学基金面上项目（20ZR1438400）和上海市教委重大项目（2019-01-07-00-07-E00015）等资助，论文第一作者分别为团队青年教师庞越鹏副教授、夏水鑫博士以及硕士研究生。
新能源材料团队始建于2015年，现由教授1名（郑时有）、副教授2名（袁涛、庞越鹏）和讲师2名（夏水鑫、陈泰强）及硕/博研究生组成。主要开展电化学储能器件、固态电池、制氢与储氢、“碳”化学转化与利用等关键材料和技术的研究与开发。目前承担了国家、省部级项目和企业委托研究课题20余项；在Nat. Commun.、Mater. Today和Adv. Energy Mater.等期刊发表论文200多篇，其中影响因子IF>10的超50篇，相关成果曾获2018年度上海市自然科学一等奖。团队与美国国家标准与技术研究院、马里兰大学、佐治亚理工学院、新加坡南洋理工大学、日本九州大学以及国内高校院所等建立了紧密的技术交流和科研合作关系。
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论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202101168
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202100899
https://engine.scichina.com/doi/10.1007/s40843-021-1740-7
https://link.springer.com/article/10.1007/s41918-020-00092-1