电池宽温域服役再获突破

极端环境探测与深空探索的推进，对能源装备温度适应性提出严苛要求。记者22日从大连理工大学获悉，该校材料科学与工程学院胡方圆教授课题组，创新性提出“智能共生”锂硫电池构筑新策略，成功将其有效服役温度范围拓宽至-120℃至60℃。相关成果发表于国际期刊《国家科学评论》。

胡方圆教授团队。

锂硫电池因超高理论能量密度，是下一代高比能储能体系核心候选者，但产业化长期受温度壁垒制约。传统锂硫电池在低于-60℃极寒环境下，电化学反应因动力学停滞而失效，现有加热技术存在能量损耗、短路风险等局限。

团队跳出传统材料改性思维，打造“智能共生”系统，集成微型温度传感器、智能控制芯片与磁响应正极材料。传感器实时捕捉温度，芯片动态调控交变磁场，特制正极对磁场响应，基于多物理场协同效应，可使电池在低温环境中能够像生物一样自适应自调节，突破低温转化壁垒。

“智能共生”电池的理论示意图与优势。

“智能共生”锂硫软包电池可在-20℃至-120℃外部环境下稳定服役。同时在不同低温环境下，磁场对动力学的改善（收集系数）具有高度可逆性与稳定性。软包电池性能通过第三方测试，并出具报告。

该成果不仅突破材料科学领域难题，其物理场动态调控原理可拓展至其他电化学储能体系，为低温服役动力电池开发开辟新路径，有望应用于我国临近空间、极地科考等重大战略领域。