侯朝辉教授团队在《Advanced Functional Materials》发表最新研究成果
2025年3月,我校先进碳基功能材料湖南省重点实验室侯朝辉教授团队在《Advanced Materials》发表了基于交联聚合物电解质和聚合物/石墨正极的固态铝电池研究成果。近日,该团队在固态铝电池研究领域再次取得重要突破,研究成果以“Multifunctional Ion/Electron-Conductive Interlayers for Enhanced Solid-State Aluminum Batteries”为题,在线发表于材料科学领域国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》(自然指数期刊,中科院一区,影响因子:18.5)。我校为该论文第一完成单位,化学化工学院青年教师李刚勇博士为第一作者和通讯作者,李芝博士和侯朝辉教授为共同通讯作者。
2024年9月以来,该团队连续在国际顶级期刊发表高水平研究成果,说明我校在新型金属离子电池领域的学术影响在不断提升。

非水系可充电铝电池在大规模储能领域极具应用前景。然而,以金属铝为负极、氯铝酸盐离子液体为电解质、高容量金属硒化物为正极的传统铝电池体系仍然存在铝枝晶生长、活性物质穿梭效应等问题。该团队基于其固态铝电池的研究基础(Advanced Materials, 2025, 37: 2416755),创新构建了“三明治”式固态电池架构,在凝胶聚合物电解质与CuSe正极之间策略性地植入离子/电子双导电夹层(NCIL)。实验研究和理论计算结果表明,合理设计的NCIL具有三重功能:(1)可有效限制可溶性中间体的产生,提高活性物质利用效率;(2)通过增加阴离子转移数实现离子传输特性的调节,从而促进电极反应动力学;(3)抑制铝枝晶生长。0.1 A g-1电流密度下,该固态Al-CuSe电池可提供1438 mAh g-1的超高比容量;1.0 A g-1电流密度下,该电池的稳定循环寿命超过5000次。该成果提出的基于协同电解质/电极界面优化的界面工程策略,为开发长循环寿命、高能量密度的铝基储能系统建立了一种新的范式。

该研究得到了国家自然科学基金、湖南省“三尖”创新人才工程、湖南省自然科学基金、湖南省教育厅优秀青年等项目的资助。
