铝电池无枝晶负极技术突破：科学指南针计算表征全程支持

一、铝电池负极界面问题与解决方案

可充电铝电池在储能领域具备显著优势，然而离子液体电解液对铝负极的强腐蚀性、高电流下枝晶不可控生长，严重限制电池寿命与安全性。

上海交通大学付超鹏课题组联合科学指南针，开发原位电聚合界面静电调控策略，为铝负极稳定化提供高效解决方案。

二、核心技术：原位电聚合诱导界面静电调控

研究团队选用 BVIMCl 作为功能单体，在电池运行过程中原位电聚合形成均匀聚合物保护膜。该膜可物理阻隔腐蚀、静电调控离子分布，从根本上杜绝枝晶生成，适配高电流、高面容量工况。

三、科学指南针全套计算与表征服务

本研究依托科学指南针专业平台，完成多尺度理论计算与实验表征：

1.理论计算服务：静电势分布、差分电荷分析、HOMO–LUMO 轨道计算、分子动力学模拟；

2.电化学测试：沉积过电位、极限电流密度、Tafel 曲线、循环稳定性测试；

3.微观表征：AFM-IR、27Al NMR、Raman、SEM、LSCM、原位光学显微镜。

全套测试数据证实：聚合物膜显著抑制腐蚀、均化电场、实现无枝晶沉积。

四、器件性能与产业化价值

优化后的铝 / 石墨电池展现卓越长循环性能，5 A g⁻¹ 下循环超 80000 次，库仑效率 99.87%。软包电池验证良好实用性，可满足储能场景实际需求。

该技术制备简单、成本可控、可规模化，为铝电池产业化提供关键支撑。

五、总结

原位电聚合界面静电调控策略，成功攻克铝电池负极腐蚀与枝晶难题。科学指南针以专业计算表征能力深度赋能科研，为电池材料创新提供可靠技术服务，助力新一代储能技术高效研发。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.75274