安徽师范大学在新型储能电池领域取得重要研究进展

近日，安徽师范大学科研团队在高性能储能电池领域取得重要进展。团队联合北京师范大学、北京科技大学科研人员，通过精准调控多孔材料的孔径尺寸，显著提升了锂-氯气电池的能量密度与循环稳定性，相关研究成果发表于国际顶级学术期刊《Advanced Materials》。安徽师范大学为论文第一通讯/完成单位。

锂-氯气电池因具有理论能量密度高、原材料成本低等突出优势，被视为下一代大规模电化学储能技术的重要候选方向，在新能源电网调峰、可再生能源消纳等领域具有广阔应用前景。然而，正极侧氯气存储能力不足、深度充电条件下活性物种易逸出等问题，长期制约着该类电池的实际应用。

针对这一瓶颈，研究团队以结构稳定、孔径可调的共价有机框架材料为模型体系，设计合成了两种活性位点数量相近但孔径显著不同的对比材料，系统解析了孔径尺寸对氯气限域行为及电化学性能的决定性影响。研究发现，当孔径从约2.7纳米缩减至约0.9纳米时，材料对氯气的限域能力显著增强，凭借亚纳米尺度的空间约束效应配合骨架官能团的静电锚定作用，实现了活性物种的高效捕获与可逆转化。

实验结果表明，优化后的微孔材料在高电流密度下仍保持优异的可逆性，库仑效率可达97%以上；在零下20摄氏度的低温环境下可稳定循环200圈，平均库仑效率高达99%，即使在零下40摄氏度的极端条件下仍能维持较高放电比容量，展现出良好的极端环境适应性。

该研究揭示了孔径依赖的构效关系，为构建高性能氯气宿主正极提供了普适性设计策略，对推动锂-氯气电池从实验室走向实际应用具有重要意义，也为服务国家"双碳"战略和新型储能产业发展提供了新的技术思路。