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文 章 信 息
解锁耐低温锂金属电池：机制、挑战、AI与功能电解质设计
第一作者：王晶，Jai Kumar,
通讯作者：王转培*，杨晓伟*
单位：河南大学，上海交通大学
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研 究 背 景
锂金属阳极凭借3860 mAh g⁻¹的理论容量（石墨的10倍）和最低电化学电位（-3.04 V），成为高能量密度电池的理想选择。然而，低温环境下电解质粘度升高、离子电导率骤降，导致电池性能急剧衰退。锂金属电池的固有缺陷：高反应性、体积膨胀及不稳定的固体电解质界面（SEI），而本文揭示了锂离子在低温充电过程中的迁移障碍，其中脱溶剂化过程成为主要能垒。
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文 章 简 介
近日，河南大学能源科学与技术学院联合上海交通大学在国际知名期刊《Materials Today》（影响因子22）上发表了一篇题为“Unlocking Low Temperature-Resistant Lithium Metal Batteries: Mechanisms, Challenges, AI and Functional Electrolytes Design”的综述文章，为低温环境下锂金属电池（LMBs）的性能优化提供了全新的思路与解决方案，有望推动锂金属电池在极端条件下的广泛应用。河南大学博士生王晶和博士后Jai Kumar为共同第一作者，杨晓伟教授及王转培教授为共同通讯作者。
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本 文 要 点
一、电解质工程：从溶剂创新到高熵设计
1. 不对称醚溶剂：打破低温粘度限制
设计了一种不对称醚溶剂（如MPE和EME），其分子结构显著降低粘度并提升离子电导率。通过分子动力学模拟，该溶剂削弱了Li⁺-溶剂相互作用，使交换电流密度提升50%以上，实现了-30℃下稳定循环。
2. 新型锂盐：优化界面化学
通过对比LiTFSI、LiSTFSI等锂盐的静电势与离子电导率，发现小体积阴离子（如STFSI⁻）可促进盐解离，并生成富含LiF的CEI层。雷达图显示LiDFTFSI在稳定性与电导率间取得最佳平衡。
二、硝酸锂添加剂：低温性能的“游戏规则改变者”
硝酸锂（LiNO3）能形成富含Li3N的高导离子SEI，但其在碳酸酯电解质中溶解度极低。高熵电解质：图11a-b阐释多盐混合降低凝固点的机制，其离子电导率在-40 ℃仍保持5.8 mS cm-1，全电池容量保持率达99%。
三、AI驱动：加速电解质设计革命
研究团队利用AI模型分析超万篇文献数据，预测溶剂-盐-添加剂组合的性能。展示了通过机器学习筛选的氟化有机分子，可构建无机-有机杂化SEI层，显著提升界面稳定性。
四、应用前景与未来方向
该综述不仅深入分析了现有电解液功能化技术的局限性和问题，还为未来高性能低温锂金属电池的设计提供了潜在的方向。另外，该综述深入探讨了低温电解液领域的突破，为下一代锂金属电池在苛刻条件下的实际应用指明了发展方向。团队建议未来聚焦以下方向：
1. 开发新型硝酸盐衍生物以提升溶解度；
2. 结合AI与高通量实验优化多组分电解质；
3. 通过原位表征技术解析SEI动态演化。
这项跨学科研究不仅破解了低温锂金属电池的核心难题，更开创了“电解质设计-AI预测-界面工程”的全新研发范式。随着技术迭代，下一代高安全、宽温域储能设备将加速迈向商业化，为全球碳中和目标提供关键支撑。
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文 章 链 接
Unlocking Low Temperature-Resistant Lithium Metal Batteries: Mechanisms, Challenges, AI and Functional Electrolytes Design
https://doi.org/10.1016/j.mattod.2025.06.039
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通 讯 作 者 简 介
杨晓伟，国家杰出青年科学基金获得者、中组部万人计划“青年拔尖人才”、科技部青年973计划首席科学家，中国化工学会储能工程专委会副主任，上海交通大学特聘教授，河南大学能源科学与技术学院院长。以第一/通讯作者在Science等高水平期刊发表100多篇学术论文。
王转培，河南大学特聘教授，入选河南大学“黄河学者高层次人才”，2024年加入杨晓伟教授团队。以第一/通讯作者在Materials Today、Coordination Chemistry Reviews、ACS Energy Lett.、Nano Energy、Energy Storage Mater.等发表学术论文20余篇。
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课 题 组 招 聘
河南大学能源科学与技术学院杨晓伟/王转培课题组高薪招聘电化学方向编制教学科研人才
一、学院简介
能源科学与技术学院是河南大学面向国家“双碳”战略及能源转型，以卓越创新人才培养为目标的高水平新工科学院。坚持“高起点、精英化、国际化”办学特色，实施科教产深度融合，为国家培养能源化工领域具有国际视野、前瞻思维的高素质科学研究人才及创新创业人才。学院以低碳能源和化工过程低碳化为特色，加快发展能源及化工理论与技术，开展战略性、先导性、前瞻共性基础研究及技术攻关，力争建成国内领先、国际一流的能源化工创新人才培养和成果产出高地，推动新能源产业发展，支撑低碳化学工业及智能社会转型。
二、研究方向
金属离子电池（锂离子、钠离子、锌离子、镁离子）、液流电池、电催化、电池管理系统、模拟计算，二维膜分离
三、工作地点与实验条件
工作地点：河南大学龙子湖校区，郑州市金水区明理路379号；
实验条件：学院教学科研条件优越，建有河南省龙子湖新能源实验室10万余平米、河南省催化反应工程研究中心等重点研究机构及一批产业化开发平台。实验室总面积3500平方米，大型仪器设备总值2.2亿元，年教学科研经费1.5亿元。在河南能源集团、平煤集团等世界500强企业建有实践实训基地。
四、招聘岗位
为充实高水平人才队伍，提高人才培养质量和科学研究水平，本团队面向海内外诚聘化工、材料、能源等相关学科的高层次人才、优秀青年人才、博士后研究人员等，应聘条件符合学校有关规定，待遇按照学校设置的岗位执行。
五、岗位层次与待遇
（一）拔尖人才
条件：在本学科领域具有良好的学术影响力，为所在专业领域的知名学者或有潜力的中青年学者，取得较为突出的教学科研成果；原则上年龄不超过50周岁。
薪酬待遇：年薪不低于70万；提供丰厚的安家费及住房（或住房补贴）、充足的科研启动经费及平台建设经费；根据实际情况解决或协助解决配偶工作；解决子女（中小学、幼儿园）入学问题；配备专业学术团队等。
（二）百人计划
为引进和培养一批发展潜力较大的优秀青年学者，学校实施“青年英才计划”，设有百人计划A岗、百人计划B岗，对符合河南大学要求，通过校学术委员会评审、符合学校发展和建设需要的受聘人选提供以下待遇：
（1）百人计划A岗
条件：取得博士学位后，具有在海内外知名科研机构、高校或企业研发机构不少于2年的科研工作经历，并取得本学科领域高水平科研成果；原则上年龄不超过38周岁。
薪酬待遇：年薪不低于50万；提供安家费及购房补贴、充足的科研启动经费；配偶学历为硕士研究生及以上者，解决工作；解决子女（中小学、幼儿园）入学问题；配备专业学术团队；支持争取国家和地方人才计划项目。
（2）百人计划B岗
条件：具有在海内外知名大学、科研机构学习或工作3年以上经历，取得较为突出的研究成果；原则上年龄不超过35周岁。
薪酬待遇：年薪不低于30万；提供安家费及购房补贴；提供充足的科研启动经费；解决子女（中小学、幼儿园）入学问题；支持争取国家和地方人才计划项目。
（三）博士后研究人员
条件：具备从事教学科研工作的能力和素质；博士学位获得时间原则上不超过3年，年龄不超过35周岁。
薪酬待遇：实行年薪制，提供优良的科研和工作环境；享受工作任务外的绩效；符合省市人才政策的，可享受相应人才待遇；享受子女在附属学校（幼儿园、附属小学）入学方面的待遇；优秀者可留校工作。
各岗位特别优秀者可一人一议。
具体应聘条件及待遇，可联系学院进行详细了解。符合河南省、郑州市人才政策的，可申请享受相应人才待遇。
六、联系方式
有意者请将本人简历发送至：zhuanpeiwang@henu.edu.cn或yangxw@sjtu.edu.cn，邮件标题请注明“xxx应聘河南大学百人计划（博士后/青年教师）”。
简历包含:
a个人简历：包括个人学习、工作经历以及学术成果等；
b. 个人陈述：可包括个人研究特长、研究计划等；
c. 代表性论文全文（如适用）及其他申请人认为必要的材料。
https://energy.henu.edu.cn/info/1079/1860.htm
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