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孙学良团队|从液态到固态：添加剂工程如何破解卤化物电解质的两难困境

手机续航不够、电动车跑不远、储能电站怕起火 —— 这些痛点的背后，都指向同一个目标：造出更安全、更能装电的下一代电池。全固态电池因高安全性与高能量密度，被视为下一代储能器件的重要方向。卤化物固态电解质兼具高离子电导率与良好正极兼容性，是近年研究热点，但其空气稳定性差、高电压下界面氧化严重，且传统稳定化策略往往以牺牲离子传输为代价。离子电导率 vs. 稳定性：卤化物电解质的“鱼与熊掌”之争。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良与宁波东方理工大学助理教授夏威团队受液态电池添加剂工程启发，提出一种固态添加剂策略：将廉价、无锂的 Al₂O₃等金属氧化物纳米颗粒直接引入卤化物电解质的机械化学合成过程。相关研究成果近日发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。从液态添加剂到固态添加剂，提出全新的电解质设计理念在液态电池中，功能添加剂能够通过调节局域化学环境和界面反应，同时改善电池的循环稳定性与安全性。受此启发，研究团队提出一个关键问题：能否将“添加剂工程”的理念拓展到固态电解质？基于这一思路，团队将Al2O3等金

2026/09/03
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孙学良团队：起于2023年，历时1288天终成正果，重磅Nature Energy！

全固态电池（ASSBs）采用无机固态电解质（SSEs），因其高能量密度和增强的安全性，在下一代电动汽车（EVs）中具有巨大潜力。然而，其自放电行为迄今尚未得到充分研究。在此，宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良与助理教授王长虹团队揭示了SSEs的电子电导率（通常在10-8–10-9 S cm-1范围内）在ASSBs中会导致显著的物理自放电，特别是当SSE厚度在数十微米量级时。为缓解这种物理自放电，SSEs的电子电导率需要降低至约10-12 S cm-1。然而，目前常见的SSEs均未达到这一阈值。因此，减少ASSBs中的物理自放电将需要开发具有更低电子电导率的SSEs，同时在未来的研究中需要合理的界面设计和全电池设计，本文为ASSBs的自放电现象提供了关键见解，可能重塑其未来的设计和开发方向。

2026/08/19
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李润伟团队：发现轨道霍尔效应新规律，为低功耗电子学开辟新途径！

近日，宁波东方理工大学讲席教授、材料科学与工程学院院长李润伟团队在轨道电子学领域取得重要进展。研究团队首次实验揭示了轨道霍尔效应中存在一种与传统自旋霍尔效应截然不同的非传统标度律，解决了长期以来制约自旋电子器件功耗优化的一个根本性矛盾。北京时间8月15日，相关研究成果以“Unconventional scaling of the orbital Hall effect（轨道霍尔效应的非传统标度律）”为题发表在国际学术期刊Nature Materials上（论文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-025-02326-3）。自旋电子学的发展长期面临一个根本性矛盾。在传统自旋霍尔材料中，提高器件性能的关键参数——自旋霍尔角与自旋霍尔电导率——往往相互制约。增强散射虽能提高霍尔角，却通常导致霍尔电导率的降低。这种此消彼长的关系极大地限制了器件功耗的进一步优化，成为构建更高能效器件的主要障碍。针对上述难题，研究团队选取4d过渡金属氧化物SrRuO3作为研究体系，系统研究了其轨道霍尔效应的标度规律。研究发现，该体系中的轨道霍尔效应表现出一种全新的非传

2026/08/15
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孙学良团队：可规模化、高可靠性，湿法制备打破卤化物全固态电池量产壁垒！

宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良与助理教授王长虹团队联合上海交通大学教授陈立桅提出了一种基于超分子组装的双溶剂制浆策略，制得了超低粘结剂含量双层电解质薄膜（LLBFs），室温离子导率达到1.26 mS/cm。依托该创新工艺，团队首次成功研制出多层堆叠安时级卤化物全固态软包电芯（NCM88|LLBF|μ-Si），其在30℃下以0.2 C进行充放电容量可达1.45Ah,经过100次循环，容量保持率达95.1%。近日，相关研究成果发表于国际权威期刊《先进材料》（Advanced Materials）。卤化物全固态电解质具有高离子电导率、优异的正极兼容性，已成为固态电池中极具前景的全固态电池体系。但长期以来，适配量产设备与工艺的卤化物湿法制膜、电芯制备技术始终未能突破，成为制约其落地实用的关键瓶颈之一。一方面，卤化物电解质对溶剂极度敏感，溶剂引发的电解质失效机制尚不明确。另一方面，传统湿法工艺制备的电解质膜，粘结剂含量高达2~5 wt%，而粘结剂多为离子绝缘材料，会直接阻碍离子传输，大幅拉低电池性能。核心创新点研究团队发现利用XPS、固态核磁等手段，解析了甲苯、环己烷、癸烷等

2026/08/05
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彭建：解锁路易斯酸催化与晶态多硒化物演化以实现超稳定钠离子电池！

「上海岱算科技有限公司」已向境内外230余家高等院校/科研院所提供了累计1400多项模拟计算服务，赋能科学研究提速增效！合作实验课题组在线发表学术论文期刊有ACS系列、AM系列、Angew、CEJ、EST、JACS、Matter、Nature子刊等，助力科研工作锦上添花！金属硒化物(MSes)是可持续钠离子电池(SIBs)颇具前景的负极材料，但其实际应用从根本上受到缓慢动力学、严重的多硒化钠(NaₓSeᵧ)溶解以及结构退化的阻碍。

2026/07/11
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孙学良团队：应力直降 80%！创新设计让全固态锂硫电池摆脱高外压依赖

全固态锂硫电池兼具高理论能量密度和本征安全优势，被视为极具潜力的下一代储能技术。然而，其在实际运行中往往需要施加数十甚至数百兆帕的外部压力，以缓解电极体积变化引发的界面失配、接触损失和机械化学失效。这种对高压力的依赖，不仅增加了工程实现难度，也限制了全固态锂硫电池的规模化应用。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良与宁波东方理工大学助理教授王长虹团队提出一种“应变协同”策略，通过协调正负极在循环过程中的相反体积变化，显著降低全固态锂硫电池对高外部压力的依赖，为兼具高能量密度、高安全性与长寿命的下一代固态电池提供了新思路。近日，相关研究成果发表于国际权威期刊《自然-通讯》（Nature Communications）。核心创新点应变协同设计：构建准零应变全固态锂硫体系研究团队以高容量FeS₂正极和预锂化Si负极为代表体系，通过调控Li/Si比形成Li₂Si，使FeS₂在放电过程中的膨胀与Li₂Si的收缩相互补偿，在充电过程中则呈现相反的协同变化。与传统Li||FeS₂体系约 -17.2%的总体体积变化相比，Li₂Si||FeS₂体系将体积变化优化至约 +2.6%，从源头上缓解

2026/07/10
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陈掌星团队：氯气电合成，有了稀土“桥梁”

氯气是现代化工体系中最重要的基础化学品之一，广泛应用于水处理、消毒剂生产、有机合成和医药制造等领域。当前，工业上主要通过氯碱电解实现氯气生产。然而，传统析氯反应仍面临能耗高、贵金属利用率不足以及析氧副反应竞争等问题，限制了其进一步高效、绿色发展。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士陈掌星团队，助理教授赵恒团队，联合江南大学教授顾志国团队、福州大学教授林森团队、上海交通大学副教授么艳彩团队等，在高效氯气电合成催化剂设计方面取得重要进展。研究团队提出了一种“榫卯式”精准构筑策略，利用郁金香状共价有机框架作为原子级“反应器”，成功制备出稀土桥联的Ru-Ln双原子催化剂，为高效、高选择性氯气电合成提供了新的材料设计思路。近日，相关研究成果发表于国际期刊《先进材料》（Advanced Materials）。用“榫卯结构”锁住双原子，破解精准构筑难题双原子催化剂被认为是连接单原子催化和团簇催化的重要桥梁。相比单原子位点，双原子位点能够通过两个金属原子的协同作用调节电子结构和中间体吸附行为，从而提升催化活性与选择性。但问题在于，两个不同金属原子要在高温热解后仍保持“成对”而不团聚，并不容易。

2026/07/10
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孙学良团队：氧元素“助攻”！打通全固态钠离子电池电解质量产堵点

全固态钠离子电池凭借钠资源储量丰富、无易燃电解液、成本优势突出等特点，在新能源汽车、大型电网储能等场景具备广阔应用前景。固态电解质是决定电池性能落地与产业化推进的核心材料，但是主流采用机械球磨工艺制备，存在产业化痛点：常规纯卤化物材料球磨耗时动辄数十小时，制备能耗高、量产效率受限。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良和助理教授夏威团队发现少量氧引入到卤素阴离子框架，可驱动卤化物电解质超快非晶化合成，并依托同步辐射等先进表征技术系统解析卤化物固态电解质材料微观演化规律，厘清氧掺杂调控非晶化的内在机理。近日，相关研究成果发表于国际顶级化学期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。研究选取氧卤化物NaTaOCl4为模型材料，通过球磨仅5分钟球磨即可实现非晶化，相较传统NaTaCl6数日合成模式，合成效率实现了跨越式提升。依托拉曼光谱、X射线光电子能谱、同步辐射对分布函数、X 射线吸收谱等多维度表征，结合从头算分子动力学模拟，研究阐明了桥接氧驱动超快非晶化的微观机理：结构中低配位的Ta−O−Cl桥接氧单元诱发了显著的晶

2026/06/11
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孙学良团队：稳定循环13000次！新技术打破全固态锂-碲电池应用壁垒

近日，宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良，宁波东方理工大学助理教授王长虹团队在国际顶级期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上发表研究成果。研究团队首次系统探索了全固态锂-碲（Li-Te）电池在低外压下的电化学性能与可持续回收策略，为高能量密度、高安全性和可循环利用的下一代固态电池开辟了全新路径。硫族正极体系因其高能量密度而受到越来越多的关注。其中，碲（Te）元素兼具接近金属的高电子导电性、锂化后的高离子导电性以及优异的高体积容量。然而，全固态锂-碲电池，尤其是在低外压条件下的研究仍相对空白。因此，如何实现高性能全固态锂-碲电池并解决碲成本较高的问题，成为关键所在。核心创新点突破性材料设计：超高活性物质含量复合正极研究团队通过高能球磨工艺，成功构建了碲含量高达91 wt% 的纳米复合正极材料Te91@LPSC-350。该材料中，约10 nm的Te纳米晶粒均匀嵌入非晶态LPSC（Li5.5PS4.5Cl1.5）基体中，实现了优异的离子-电子双传导网络，显著提升了固-固界面的反应动力学。极致电化学性能：130

2026/06/06
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孙学良、王长虹团队 | 碳酸锂+硫氰酸铵，破解全固态电池成本难题！

全固态电池被认为是下一代动力电池的终极方案，而硫化物固态电解质（SSEs）凭借超高离子电导率与优异成型性，成为颇具产业化潜力的技术路线之一。然而一直以来，有个“卡脖子”的难题始终横亘在全固态电池产业化面前——硫化物固态电解质的核心原材料硫化锂（Li₂S），太过昂贵。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良，教授王长虹团队以工业基准原料碳酸锂（Li2CO3）为锂源，低成本的硫氰酸铵（NH4SCN）为硫源，通过“多级复分解”反应制备出低成本且高品质的硫化锂，攻克硫化物固态电解质的成本痛点。成本分析表明，使用这种由碳酸锂驱动的硫化锂合成的硫化物固态电解质，总成本降低了86.6%和88.5%，突显了其在推动硫化物固态电解质面向全固态电池商业化的重要技术经济优势。近日，相关研究发表于国际顶级化学期刊《德国应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed.）。让硫化锂从“天价原料”到“平民化制备”传统硫化锂制备方法存在成本高、安全性差、提纯繁琐、污染风险大等缺陷，无论是锂硫爆燃法、酸碱中和发，还是碳热、镁热还原法，都难以兼顾低成本与规模化生产。该研究选用工业基准原料碳酸锂（8.56

2026/06/04
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陈掌星团队丨PCNO，解锁地热开发“快准稳”新智能路径

近日，宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士陈掌星团队在国际期刊《自然-通讯》(Nature Communications)上发表研究成果。研究团队面向地热资源高效开发与低碳能源转型需求，提出了一种物理约束神经算子框架PCNO (Physics-Constrained Neural Operator)，实现了复杂地热储层长期开发过程的快速、高精度预测，并进一步构建了面向地热资源评估、开发方案优化和经济性分析的智能化技术路径。该方法可应用于常规水热型地热系统开发、增强型地热系统开发、区域地热资源评价、供热与发电一体化设计，以及面向低碳能源系统的快速决策支持。地热能是推动能源低碳转型的重要可再生能源之一。与风能、太阳能相比，地热能具有稳定、连续、受天气影响小等优势，可用于供热、发电以及工业用能等多种场景。然而，地热资源往往埋藏于地下深部，储层结构复杂，温度、压力、渗透率、岩石热物性和注采条件之间存在强耦合关系。如何准确预测地下热流体运移规律、评估长期热能产出能力，并快速筛选最优开发方案，是地热资源规模化开发必须跨过的一道坎。传统数值模拟虽然能够较精细地刻画地热储层中的渗流传热等复杂的

2026/06/04
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孙学良团队：对称氟化调控反应路径，抑制电解液产气与热失控

高电压与高镍层状氧化物正极（NCM811）是提升锂离子电池能量密度的关键路径，但其在高温与高压耦合的严苛工况下，面临严峻的界面不稳定性和热安全风险。传统电解液添加剂氟代碳酸乙烯酯虽能在常温下构筑稳定的界面膜，但高温下易发生脱氟分解，产生酸性副产物，腐蚀电极并加速电解液消耗，形成恶性循环，严重制约了高能量密度电池在高温环境下的应用。

2026/06/01
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孙学良、李晓娜团队丨新策略让全固态电池高倍率、长寿命

新能源汽车快充和长续航的背后，离不开高性能电池材料的支撑。对于下一代全固态锂电池而言，如何在保证安全性的同时实现快速充放电和长期稳定循环，是推动其走向实际应用的关键难题之一。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良和副教授李晓娜团队围绕全固态电池复合正极中的传输瓶颈，提出了一种全新的材料设计策略：引入锂钨氧氯化物（LWOC）功能添加剂，在正极内部同时构建离子和电子传输通道，使原本分散、低效的反应区域转变为连续协同的传输网络。该策略显著提升了全固态NCM正极在高倍率和长循环条件下的电化学性能。近日，相关研究成果发表在化学领域顶刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）上。固态电池正极中的“传输短板”全固态锂电池具有高安全性和高能量密度潜力，但其复合正极内部仍存在复杂的传输问题。传统复合正极通常由正极活性材料、固态电解质和碳导电剂组成。其中，固态电解质主要负责传导锂离子，碳材料主要负责传导电子。然而，这种“各司其职”的设计在实际运行中并不总是高效。由于离子通路和电子通路彼此分离，复合正极内部容易出现部分区域“有电子、缺离

2026/05/21
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孙学良、王长虹团队丨UCl₃型卤化物固态电解质：真正“跑得快”的，竟然不是晶体相

近日，宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良，宁波东方理工大学助理教授王长虹团队在国际期刊《自然-通讯》（Nature Communications）上发表研究成果。研究团队以 PrCl₃ 基卤化物固态电解质作为模型体系，系统揭示了外来阳离子的结构作用与离子传导机制，并据此设计出一种适用于低温全固态电池的高性能电解质。低温，是全固态电池走向真实应用必须跨过的一道坎。在室温下表现优异的固态电解质，到了零下环境往往会遇到离子迁移变慢、界面阻抗升高、容量快速衰减等问题。尤其对于电动汽车、低空飞行器、极地设备等场景而言，电池不仅要“安全”，还要在低温下“跑得动”。卤化物固态电解质因具备较高离子电导率、较好机械柔性以及与高电压正极的兼容性，被认为是全固态电池的重要候选体系。其中，UCl₃ 型稀土氯化物电解质近年受到关注，但一个关键问题长期没有说清楚：加入 Ta⁵⁺、Zr⁴⁺、In³⁺ 等外来阳离子后，它们到底进入了晶体晶格，还是形成了新的非晶相？真正贡献快速 Li⁺ 传导的通道，又在哪里？核心创新点推翻“外来小半径阳离子进入 UCl₃ 型晶格”的传统假设作者发现，Ta⁵⁺、Zr⁴⁺、

2026/05/21
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