前言

4月22日，大连理工大学材料科学与工程学院胡方圆教授课题组宣布，在宽温域储能技术领域取得重大突破，创新性提出 “智能共生” 锂硫电池构筑新策略，成功将锂硫电池有效服役温度范围拓宽至-120℃至60℃，相关成果发表于国际权威期刊《国家科学评论》。

图1.胡方圆教授团队

技术突破

随着临近空间探测、极地科考、深空探索等领域快速发展，能源装备对极端温度适应性提出前所未有的严苛要求。锂硫电池凭借超高理论能量密度，被公认为下一代高比能储能体系的核心候选，但长期受温度壁垒制约：传统锂硫电池在低于-60℃的极寒环境中，电化学反应会因动力学停滞直接失效；常规外置加热方案又存在能量损耗大、短路风险高、无法产生新容量等明显短板。

为破解这一行业难题，胡方圆团队跳出传统材料改性思路，原创打造 “智能共生” 系统 ，将三大核心部件高度集成：

• 1）微型温度传感器实时感知环境温度；

• 2）智能控制芯片动态输出交变磁场；

• 3）磁响应正极材料在多物理场协同下，实现低温电化学反应的自适应激活。

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• 图2.“智能共生”电池的理论示意图与优势

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该系统让电池如同生物一般，在极低温下自主调节、自我激活，从根本上突破低温转化动力学壁垒，且无需额外加热、无额外能耗、安全性大幅提升。经测试，“智能共生”锂硫软包电池可在-20℃至-120℃区间稳定服役，磁场调控具备高度可逆性与稳定性，性能已通过第三方权威检测认证。

结语

此项成果不仅攻克了锂硫电池极寒应用的世界性难题，其多物理场动态调控原理还可拓展至锂离子电池、钠离子电池等其他电化学储能体系，为极端环境服役电源开发开辟全新技术路径。未来，该技术将优先应用于我国临近空间飞行器、极地科考装备、高原特种无人机、寒区储能电站等重大战略场景，为极端环境下的能源安全提供关键支撑。

（来源：科技日报  作者张蕴）