新闻网讯 近日，尤雅教授团队在温度响应性电解液方面取得重要进展，研究成果以 “Ultrafast thermo-responsive electrolyte for enhanced safety in lithium metal batteries”为题，发表在《自然·能源》(Nature Energy) 上，引起了领域内高度关注，同时韩国工程院院士Sang-Young Lee教授在Nature Energy上以“Solidifying safety on cue”为题进行了报道，充分肯定了该温度响应性电解液的设计理念。

高温下隔膜失效引发的锂金属电池短路问题，是制约电池热安全的关键挑战。本研究提出一种热响应电解液，在受热时发生快速液-固相转变，为提升锂金属电池的安全性提供了高效策略。单体通过阳离子聚合，在接近隔膜熔点的温度阈值下，可在数秒内完成固化。这种快速相变能形成有效的热屏障，阻止内部短路与热失控的发生。该电解液可保证电池在高温90 ℃下稳定运行，同时热固化后仍可支持电池正常工作。其可调控的相变温度能够适配多种商用隔膜。这种超快热响应电解液为设计安全型电池提供了新途径。

高安全锂电池的电解液设计策略

此前，尤雅教授研究团队在温度响应性电解液方面也取得一系列相关成果。针对传统电解液难以同时满足高温和低温下稳定运行的问题，通过调节偶极-偶极相互作用实现温度响应性溶剂化，实现-60 – 55 °C 宽温范围内稳定运行的钠离子电池（Nat. Commun. 2024, 15, 8866）。为了提升电池的低温性能，团队通过调整电解液的溶剂化熵来拓宽电解液的使用温度。这种温度适应性电解液确保全电池优异的低温性能，在-40 ℃下400次循环的容量保持率达到90.6%。阐明了熵调整的重要性，为设计低温电解液提供了一个新的观点（Adv. Mater. 2023, 35, 2301817）。此外，从熵调节的基本原理出发，讨论传统电解质在特定极端条件下面临的具体挑战，包括水系、非水系（有机）和固态类别。介绍熵调节在应对这些挑战中的独特作用。最后，提供了关于高熵电解液在极端条件下的实际可行性和未来发展的总结和展望（Joule 2024 8, 2467）。上述温度响应性电解液的研究为进一步拓宽电池应用领域，突破电池应用极限以及提升电池安全性提供了理论和技术支撑。

尤雅，武汉理工大学材料科学与工程国际化示范学院（材料与微电子学院）教授、系主任、博士生导师。曾获《麻省理工科技评论》亚太区“35岁以下科技创新35人”（TR35 Asia Pacific）、2024 Energy Lectureship Awards in Energy Storage-Early Career奖、Carbon Energy金茶花奖、新时代青年先锋奖、湖北青年五四奖章、湖北向上向善好青年等。任ACS Energy Letters期刊Topic Editor，Communications Materials（Nature Portfolio）杂志编委。中国硅酸盐学会溶胶凝胶分会理事，中国硅酸盐学会固态离子学分会青年理事。团队近年来主持和承担了国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金重大研究计划培育项目、国家自然科学基金面上/青年基金项目、“揭榜挂帅”等项目十余项。在Nat. Energy、Nat. Rev. Mater.、Nat. Commun.、Joule、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.等国际权威期刊发表论文90余篇，入选科睿唯安2025年全球高被引科学家，研究成果被Nature Reviews Materials、Nature Energy专题报道。

文：杨超；编辑：曹明；审核：严岿