科研动态

科研动态

首页科学研究科研动态

科学研究

孙学良、李晓娜团队 | 自发界面调控，固态锂金属电池兼容-50℃~50℃宽温域环境

一到冬天，电动汽车续航“大打折扣”是困扰无数电车车主的痛点。如果有一种电池，不仅能在-50℃的冰天雪地里稳定工作，还能在50℃的极端高温中保持高效，这将为我们的生活带来怎样的改变？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和李晓娜副教授团队与合作者，为这一愿景提出了一种全新的解决方案。针对下一代电池技术的关键——卤化物固态电解质与金属锂负极之间“天生不和”的问题，团队创新性地提出一种“化敌为友”的界面设计思路：利用固态电解质与锂金属之间的热力学不稳定性，通过精确调控电解质组分来引导原位形成有利的固态电解质界面层，使得全固态锂金属电池表现出优异的综合性能。相关研究成果以“Design for an Interface in Oxyhalide-Based All-Solid-State Lithium Metal Batteries”为题发表在化学领域顶刊《美国化学学会杂志》（Journal of the American Chemical Society）。固态电池的“阿克琉斯之踵”全固态锂金属电池具有高安全性与高理论能量密度的突出优势。然而，固态电解质与锂金属负极的界面

2026/04/29
More
李润伟团队：在晶体对称性保护的拓扑狄拉克半金属中实现超低功耗磁翻转

磁随机存储器（MRAM）利用磁化方向存储信息，兼具非易失性、高速度和高耐久性，是新一代信息存储的重要发展方向。其中，自旋-轨道力矩（SOT）利用强自旋轨道耦合材料高效产生自旋流，实现了读写解耦的磁矩操控，是推动MRAM向更低写入功耗、更高运行速度演进的核心技术。然而，现有SOT-MRAM仍需要较大的写入电流密度，不仅导致严重的焦耳发热，更限制了器件尺寸的进一步微缩与高密度集成，成为制约其发展的关键瓶颈。针对这一瓶颈，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长期致力于高效SOT材料与器件研究。团队依托原位超高真空脉冲激光沉积-角分辨光电子能谱（PLD-ARPES）联合系统，在金属氧化物体系中揭示了一系列可诱导高效SOT的新奇微观电子态，并发现了轨道流输运的反常标度规律，为大幅降低SOT器件功耗奠定了材料与物理基础（Nat. Mater. 2025,24,1749; Nat. Mater. 2016,15,835; PNAS 2014,111,3933; Adv. Mater. 2021,33, 2101316; Adv. Funct. Mater. 2025,35, 2

2026/04/28
More
孙学良、王长虹团队：全固态电池有望成本降15%，电导率翻5.8倍

宁波东方理工大学在卤化物固态电解质研究领域取得新进展，首次展示了一种低成本、高离子导2.55 mS/cm、具有异步活性的氧卤化物固态电解质。

2026/03/28
More
李润伟团队：发现柔性金属薄膜磁性调控的新维度——应变梯度

柔性磁传感器兼具柔性电子的可变形性与磁传感器的非接触、矢量探测优势，在人形机器人、医疗健康、虚拟现实等领域应用前景广阔，备受关注。然而，其制备与使用中产生的各类应变，往往影响器件的工作稳定性。针对该问题，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通过衬底弯曲、机械拉伸、各向异性热膨胀等方法，实现了对柔性磁性薄膜中均匀应变的定量控制，系统揭示了应变对柔性铁磁薄膜和交换偏置异质结磁各向异性的调控规律，并发展了多场耦合生长和界面调制等方法，显著提升了柔性薄膜磁性能的应变稳定性（Nano Lett. 2023, 23, 8073;Adv. Funct. Mater.2024, 34, 2409844;Adv. Mater. 2024, 36, 2311996）。近期，团队将研究进一步拓展至复杂应变对柔性磁性薄膜的调控规律和机制。在实际应用中，柔性电子器件常承受非均匀应变，厘清应变梯度对磁性能的影响，对提升器件稳定性具有重要意义。研究中，团队选择具有磁斯格明子结构的Pt/Co/Ta多层膜作为研究对象，采用预拉伸弹性聚二甲基硅氧烷（PDMS）衬底并结合磁控溅射技术，利用薄膜与衬底间

2026/02/27
More
李润伟团队｜让机器人的触觉更灵敏

当你闭着眼睛用手指轻抚桌面，能分辨出玻璃的冰凉、木材的纹路、布料的柔软——这种人类与生俱来的“触觉”，正成为科学家们争相赋予机器人的新能力。未来手术机器人能感知血管的搏动，假肢能给截肢者带来真实的握感，甚至手机屏幕能摸出不同图标的纹理差异。这一切的实现，都离不开一种正在崛起的感知技术——磁触觉传感（magnetic tactile sensing）。宁波东方理工大学讲席教授李润伟团队系统梳理了磁触觉传感材料与器件的研究进展，从材料组成、结构设计到器件工作机制，呈现了该领域的发展脉络与关键科学问题。也就是说，我们正在研究如何让机器人具有更加灵敏的触觉。近日，相关研究成果发表在《材料研究评论》（Review of Materials Research）。为何是“磁”？在日常生活中，触觉传感器更像一个“压力开关”——按下去，电路接通。但磁触觉走的是另一条路：它不是直接测量压力，而是通过“磁场变形”来反推外力。磁性触觉传感器的主要部件、特性和潜在应用。课题组供图这带来了几个天然优势：信号解耦能力强：可以“隔空感知”——磁铁和探测芯片不必贴在一起，中间隔着保护层也能工作，这为设备防水、防腐蚀留出

2026/02/14
More
陈掌星、赵恒团队｜甲烷变废为宝，有了新解法

温室气体甲烷和二氧化碳被视为全球气候变暖的主要推手。甲烷干重整（DRM, CH4 + CO2 →2CO + 2H2），是将这两种气体同时转化成有用的能源产品的过程。但这一反应需要超过700℃的高温，且催化剂极易“中毒”失效，成为其走向大规模工业应用的主要障碍。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，助理教授赵恒团队，联合中国科学技术大学教授熊宇杰，在这一领域取得了重大进展。他们设计出了一种全新的催化剂，不仅在温和条件下大幅提升了反应效率，还实现了长时间稳定运行，为甲烷和二氧化碳的高效资源化利用打开了全新的大门。相关研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）。宁波东方理工大学是论文第一完成单位。绕开“晶格氧”，新型催化剂效率与稳定性双破纪录传统的甲烷干重整反应主要依赖金属氧化物催化剂。这些催化剂中储存着一种被称为“晶格氧”的活性氧，用来参与反应、清除积碳。但晶格氧的移动性差，用得快、补得慢。过度使用会导致催化剂结构崩塌、金属颗粒团聚，最终让催化剂迅速失活。研究团队敏锐地抓住了这一核心症结，提出了一个大胆的设想：能否绕开晶格氧，直接利用

2026/02/02
More
孙学良团队：分子楔重构溶剂化结构助力低温安时级无负极钠金属电池

「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！无负极钠金属电池（AFSMBs）因其高能量密度和成本效益而具有广阔前景，但其全气候实际应用仍受限于缓慢的低温动力学。

2025/12/06
More
彭建：P区化合物掺入SEI以实现超稳定循环低温钠金属电池

钠金属负极（SMAs）是实现高能量密度电池的关键，却因无限体积膨胀和脆弱的固体电解质界面膜（SEI）导致枝晶生长失控和界面失稳。 2025年12月5日，黄少铭、广东工业大学张伟团队在Advanced Materials期刊发表题为“P-Block Compounds Incorporated into SEI Enable Ultra-Stable Cell Cycling in Low-Temperature Sodium-Metal Batteries”的研究论文，团队成员Xie Sike、Huang Yujie为论文共同第一作者，张伟、华侨大学黄洋洋、宁波东方理工大学彭建、黄少铭为论文共同通讯作者。

2025/12/06
More
彭建：面向电网储能的低镍钠电正极，从原子调控到Ah级软包验证

【研究背景】随着全球能源结构向可再生能源和电力化方向加速转型，构建高安全性、长寿命和高性价比的大规模储能体系成为能源材料研究的重要任务。钠离子电池凭借钠资源丰富、供应链友好及潜在的经济优势，被视为锂离子电池的重要补充方案，尤其适用于电网侧与长时储能场景。然而，钠离子电池的发展仍受限于正极材料性能瓶颈，其中O3型层状过渡金属氧化物因其高理论容量与成熟的制备基础而备受关注，但实际应用中仍面临关键挑战：其在安全电压窗口内难以充分激活过渡金属氧化还原反应，导致可逆容量受限；充放电过程中易发生多相演变与晶格畸变，引发结构不稳定与循环衰减；与此同时，部分性能优化手段依赖高镍或稀贵金属元素体系，难以兼顾成本优势与可规模化特性。因此，开发具有高容量、长循环寿命及低成本的低镍层状正极材料，揭示其电化学反应机制及结构演化规律，对于推动钠离子电池走向实际应用具有重要科学意义与工程价值。

2025/11/10
More
“固相解离”设计让电解质“随心而变”！孙学良院士团队提出固态电解质设计新范式

在液态电解液里盐会被溶剂“溶解”，离子自由穿梭而在固态里，一切看似静止，不该“溶解”可这项研究偏偏让固体也“学”会了“溶解”宁波东方理工大学研究团队发现了一类神奇的卤化物范德华晶体它们像“固态溶剂”一样在固体内部把金属盐拆解成能自由移动的离子这就是“固相解离”宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良，宁波东方理工大学副教授李晓娜团队与合作者，提出并验证了一种全新的固态电解质设计理念——“固相解离”（Solid dissociation），该策略利用卤化物范德华晶体作为“固态溶剂”，通过强配位作用溶解多种金属盐，直接生成高离子电导率的无定形、均相固态材料，构筑出具有高离子导率、宽成分可调性的无定形固态电解质体系，为不同工况下的全固态电池提供了高性能、可定制的解决方案，有望加速其商业化进程。北京时间10月20日，相关研究成果发表在《自然—能源》（Nature Energy）。宁波东方理工大学为第一完成单位。在传统的有机电解液体系锂、钠离子电池中，大多数固态电解质是晶态离子导体，其离子传输性能高度依赖于晶格结构，无法像液态体系那样自由进行成分设计。如何突破晶格依赖、拓宽材料成分设计

2025/10/20
More
孙学良院士团队登Science：开发新型卤氧化物固态电解质刷新离子导记录

试想一下，在零下50摄氏度的极端环境下，无论是驰骋的新能源汽车，还是翱翔于高空的低空飞行器，都能依旧稳定运行，人们不再为电池无法支撑焦虑。这一梦想或将实现。宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良团队与合作者，开发了一种新型超离子导体，为实现高性能全固态电池，特别是在极端环境下具有优异循环稳定性和倍率性能，提供了新的技术路径。北京时间10月10日，相关研究成果登上Science。宁波东方理工大学孙学良院士团队，联合美国马里兰大学莫一非教授团队，以“阴离子亚晶格设计实现晶态卤氧化物超高离子电导率（Anion sublattice design enables superionic conductivity in crystalline oxyhalides）”为题，北京时间10月10日，相关研究成果发表在Science。研究人员开发了一种新型超离子导体：Li3Ta3O4Cl10，刷新了卤化物基固态电解质的室温离子电导率，达到了13.7毫西门子每厘米(mS/cm)，并实现了零下50度环境下超稳定的全固态电池。作为全固态电池的核心材料之一，固态电解质材料是目前研究的一大热点。离子电

2025/10/10
More
孙学良院士团队最新研究成果登Nature Chemistry：“固态溶剂化结构”助力全固态电池技术!

全固态电池被誉为下一代储能技术的“皇冠”。在全固态电池技术向实用化迈进的关键阶段，有机正极材料因其绿色可持续性和分子结构可设计性受到广泛关注。然而，其低电压与易溶解等瓶颈限制了其实际应用。我校讲席教授孙学良院士与合作者提出以“固态溶剂化结构调控”为核心的新型正极设计策略，该研究成果登上《Nature Chemistry》。8月4日，宁波东方理工大学孙学良院士团队，以“固态溶剂化结构设计助力全固态有机电池（Solid solvation structure design improves all-solid-state organic batteries）”为题，发表在《Nature Chemistry》。该成果报道了以n型有机小分子正极材料为“溶剂”，引入双离子构建异核固态溶剂化结构，激活配体-金属-配体-电荷转移通道，实现3.6V的高工作电压、超7500圈的长循环寿命与优异的倍率性能。这项工作提出“固态溶剂化结构”概念，建立起分子-电子结构-电化学性能的协同调控理论，为全固态电池提供了可持续、高性能、低成本的新思路。全固态电池被誉为下一代储能技术的“皇冠”，其在能量密度、安全性和循环

2025/08/07
More
学校刚获批，孙学良院士最新研究成果即登上《Nature》

《Nature》，一份享有国际盛誉的综合性科学周刊，拥有着极高的引用率和录用难度。在该期刊上发表论文，是对科学家研究成果的最高认可之一，代表着该成果具有极高的创新性和重要性。全固态电池被誉为下一代储能技术的“皇冠”，其在能量密度和安全性方面的潜力远超现有锂离子电池。全固态电池发展已经进入产业化落地关键时期，现有全固态电池技术路线如何选择？如何实现生产成本与性能的双重提升？

2025/06/27
More
孙学良院士最新研究成果登上《Nature》

《Nature》，一份享有国际盛誉的综合性科学周刊，拥有着极高的引用率和录用难度。在该期刊上发表论文，是对科学家研究成果的最高认可之一，代表着该成果具有极高的创新性和重要性。全固态电池被誉为下一代储能技术的“皇冠”，其在能量密度和安全性方面的潜力远超现有锂离子电池。全固态电池发展已经进入产业化落地关键时期，现有全固态电池技术路线如何选择？如何实现生产成本与性能的双重提升？我校讲席教授孙学良院士与合

2025/06/27
More

每页 14 记录总共 32 记录
第一页 <<上一页下一页>> 尾页
页码 2/3 跳转到

地址：浙江省宁波市镇海区蛟川街道海江大道2911号郑坚利红楼

邮箱：MSE@eitech.edu.cn

邮编：315200

友情链接

学校首页

工学部

生物医学工程学院

力学与机械工程学院

环境与可持续工程学院

浙ICP备2023015999号浙公网安备33021102001146号