近期，由材料科学与工程学院李文尧教授领衔的新能源材料及储能技术科研团队在水系储能领域取得重要进展，相关成果在国际高水平期刊上发表。
系列成果之一：
基于分子拥堵策略，以CF3NaO3S为钠盐，N - N二甲基乙酰胺（DMAC）为分子拥堵剂，将1 M CF3NaO3S充分溶解在不同浓度DMAC（10%wt - 90%wt）的混合水溶液中制备成分子拥堵水系电解液。实验结果表明，N - N二甲基乙酰胺作为分子拥堵剂时可显著将水的电化学稳定窗口扩大至2.65 V，同时具有良好的不可燃性和电导率（9.8 mS cm-1），综合性能优异。匹配正负极材料组成的全电池提供了67 mAh g-1的初始比容量，在600次循环后仍保持58 mAh g-1的高比容量，容量保留率为75%，容量衰减率为0.041%每循环，测试过程中全电池的库仑效率始终稳定在99%以上。硕士研究生李帅帅同学为该项工作的第一作者，指导教师李文尧教授为通讯作者，以“An improved N–N dimethylacetamide-based non-flammable molecular crowding electrolyte using NaOTf for cobalt-based prussian blue//hard carbon aqueous solution battery”（https://doi.org/10.1016/j.jcis.2024.09.018）为题发表在中科院一区期刊Journal of Colloid And Interface Science (IF= 9.4)上。
系列成果之二：
首次将MnCl?·4H?O作为NaCl电解液的添加剂，以铁基普鲁士蓝和活性炭分别作为电池的阴极和阳极材料组装纯无机电池。该电池在–40 ℃下具有良好的比电容和循环稳定性，进一步开拓了水系无机钠离子电池的安全工作温度范围（25 ~ - 40 ℃），能满足新能源汽车在极低温度下高性能的需求，为水系钠离子电池低温性能的研究提供了理论和实验支撑。硕士研究生赵伯旺为该工作的第一作者，指导教师郝惠莲副教授为通讯作者，以“An anti - freezing pure inorganic electrolyte for long cycle life aqueous sodium-ion batteries at -40 ?C”（https://doi.org/10.1016/j.ensm.2024.103562）为题发表在中科院1区Top顶刊Energy Storage Materials（IF=20.4）上。
系列成果之三：
采用双交联结构构建了一种新型柔性锌-二氧化锰电池（FZMB），该体系以CMC/SA-Zn2+作为自愈合水凝胶电解质。此路径避免使用石油化工聚合物及化学交联剂，其中Zn2+不仅充当离子导体，还作为交联剂促进双重交联结构形成。CMC和SA中众多阴离子功能团对Zn(002)晶体平面的强吸附作用与协同效应，有助于维持Zn阳极上的平衡离子流并促进晶体平面沿水平方向均匀增长（E-P机制）。此外，自愈合FZMB能够为电子设备提供稳定且连续、不间断的供能，即便在裁剪、弯曲或清洗等严苛条件下也能保持良好表现。团队青年教师杨燕平博士为该成果的第一作者兼通讯作者，以“High voltage, toughness and improved interfacial ion deposition through a dual-crosslinked and self-healable hydrogel electrolyte for green Zn-MnO2 batteries”（https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149780）为题在中科院一区期刊Chemical Engineering Journal（IF=13.3）上发表。
以上研究工作得到了上海市III类高峰学科——材料科学与工程（材料科学与工程）、国家自然科学基金面上基金（62374107）、上海市东方英才计划、上海市科学技术委员会地方院校能力建设项目（21010501700）的大力支持。这些成果展示了材料科学与工程学院新能源材料及储能技术科研团队在水系储能领域的创新能力和研究实力，为推动该领域的发展做出了积极贡献，也为材料科学与工程博士点后续申报提供了助力。