新型電池材料研發(fā)實(shí)驗(yàn)室谷思辰老師團(tuán)隊(duì)，致力于解決新型鋁離子電池實(shí)用化的關(guān)鍵瓶頸。針對(duì)鋁負(fù)極不穩(wěn)定性、大電流/大容量運(yùn)行受限及依賴(lài)高成本特種隔膜等核心挑戰(zhàn)，提出了創(chuàng)新性解決方案：其一，采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）修飾鋁負(fù)極表面，有效平衡界面反應(yīng)與離子傳輸，實(shí)現(xiàn)了鋁離子的均勻可逆沉積，從而在嚴(yán)苛條件（5 mA cm?2, 5 mAh cm?2）下獲得長(zhǎng)達(dá)1800小時(shí)以上的超長(zhǎng)循環(huán)壽命及高達(dá)99.9%的庫(kù)倫效率（成果發(fā)表于能源環(huán)境頂級(jí)期刊 Energy & Environmental Science, IF=32.7, 2025, 18, 1477-1488，深北莫為第一單位）；其二，成功開(kāi)發(fā)出離子液體-氟苯混合電解液（IL-FB(1:5)），該體系顯著提升了離子傳輸動(dòng)力學(xué)及對(duì)商用聚烯烴隔膜的浸潤(rùn)性，在增強(qiáng)電池耐大電流能力的同時(shí)，省卻昂貴隔膜，預(yù)計(jì)可將鋁離子電池綜合成本降低60%（成果發(fā)表于材料類(lèi)頂級(jí)期刊 Advanced Materials, IF=27, 2025, 2419865）。這些突破性研究有力推動(dòng)了高效低成本鋁離子電池儲(chǔ)能技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程。

圖 a, 經(jīng)典沉積理論中交換電流密度（i₀），極限電流密度（i_L）與沉積行為的關(guān)聯(lián)，i₀/i_L越小，沉積越均勻、致密，通過(guò)在電極表面涂布聚二甲基硅氧烷可降低i₀，通過(guò)混合電解液改性可以提升i_L，兩種方法均可以降低i₀/i_L，進(jìn)而誘導(dǎo)均勻的鋁沉積；b-c，純銅箔和涂布了PDMS的銅箔上，不同電流密度下沉積鋁顆粒的形貌，涂布了PDMS涂層的銅箔上沉積鋁更致密、均勻；d，使用混合電解液的對(duì)稱(chēng)電池在大電流、大容量（8 mA cm^-2, 8 mAh cm^-2）條件下的循環(huán)性能；e，傳統(tǒng)離子液體電解液和混合電解液（IL-FB（1:5））對(duì)聚丙烯隔膜（Celgard-d2500）的接觸角測(cè)試，混合電解液的接觸角遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)離子液體，說(shuō)明對(duì)Celgard隔膜的浸潤(rùn)性明顯提升；f,使用傳統(tǒng)離子液體與混合電解液的鋁離子電池的成本、質(zhì)量比容量和體積比容量的對(duì)比，使用混合電解液可將鋁離子電池的預(yù)期成本降低60 %。