200C，-60℃！打破传统！南开大学陈军院士，最新JACS！

南开大学陈军院士团队在钠离子电池领域取得突破，实现了200C快速充电和-60℃低温运行。相关研究发表于2024年10月17日《Journal of the American Chemical Society》，题为《Eliminating Charge Transfer at Cathode-Electrolyte Interface for Ultrafast Kinetics in Na-Ion Batteries》。研究背景与核心问题钠离子电池因离子在电极-电解液界面传输缓慢，导致快速充电或低温运行时能量迅速衰减。传统方法通过构建类神经元电极（模仿神经系统信号传输）增强电子/离子传输，但能否避免界面电荷转移缓慢的问题仍未知。研究方法与创新点结构设计：将碳纳米管开口与碳包覆的Na?V?O?(PO?)?F正极纳米粒子表面连接，形成类神经元正极。离子传输机制：碳纳米管捕获充电时释放的Na?离子，使离子移动仅限于正极内部，消除电解液与正极间的离子传输。突破传统模式：脱离200多年来依赖电极-电解液界面电荷转移的电池运行方式。关键实验结果性能提升：界面电荷转移电阻降低14倍，实现200C超高倍率循环稳定性（传统电池通常低于10C）。无需电解液改性，即可在-60℃低温下可逆运行，超越其他Na?V?O?(PO?)?F基电池。结构表征：类神经元正极通过碳纳米管网络实现高效电子/离子传输，避免界面电荷积累。低温下仍保持高离子扩散速率，验证了设计对极端条件的适应性。研究意义与应用前景理论突破：首次通过消除电极-电解液界面电荷转移实现超快动力学，为电池设计提供新范式。应用潜力：适用于需要快速充电（如电动汽车）和极端温度环境（如航天、极地探索）的场景。为开发高安全性、长寿命的钠离子电池奠定基础，推动大规模储能技术发展。文献信息论文标题：Eliminating Charge Transfer at Cathode-Electrolyte Interface for Ultrafast Kinetics in Na-Ion Batteries发表期刊：Journal of the American Chemical Society（2024年）作者团队：南开大学陈军院士/章炜研究员、苏州大学赵建庆副教授/高立军教授