科研动态

学院潘锋团队在《JACS》报道基于材料基因组学调控“准有序”结构实现高性能富锂锰基锂电池材料的研究进展

随着新能源汽车和储能市场需求的持续增长，商业化锂离子电池正极材料（如镍钴锰三元材料和钴酸锂）在过去十年间价格迅速攀升。相比之下，锰元素在自然界中储量丰富、成本低廉，具备显著的资源优势。富锂锰基层状氧化物正极材料中所展现的阴离子氧氧化还原反应，被视为突破锂离子电池能量密度瓶颈的变革性途径之一，因而受到产业界与学术界的广泛关注。然而，传统阴离子氧氧化还原反应在高电压（>4.5 V）条件下容易诱发氧–氧二...

2025-08-28

学院邹如强/高磊团队在Science Advances发文报道全固态电池锂枝晶调控的最新突破

近日，北京大学深圳研究生院新材料学院邹如强教授与高磊副研究员团队联合南方科技大学、深圳屹艮科技有限公司等单位，在国际顶级期刊Science Advances发表题为“Dynamic Control of Lithium Dendrite Growth with Sequential Guiding and Limiting in All-Solid-State Batteries”的研究论文（DOI: 10.1126/sciadv.adw9590）。该研究创新性地提出并实现了一种“引导+限制”的锂枝晶动态调控策略，通过对固态电解质层进行结构设...

2025-08-22

学院杨世和团队在仿生钙钛矿智能相机多光谱感知方面取得研究进展

近日，北京大学深圳研究生院与西安电子科技大学的研究人员创新性地提出一种基于仿生视觉的多光谱融合策略。该策略依托团队自主研发的气液固喷涂技术（ALS），成功构建出覆盖紫外-可见光谱的七通道窄带钙钛矿光电探测器阵列，并结合深度学习颜色融合算法（MSCF-DNN），实现了通过单次拍摄捕获全光谱信息并准确还原RGB色彩的能力，为遥感监测与医学成像等领域提供了新的技术路径。相关研究成果以“Biovision-Inspired Perovskite ...

2025-08-22

学院郑家新团队新进展：AI2加速锂负极界面研究

北京大学新材料学院郑家新课题组近期提出了一种创新的混合方法——混合第一性原理分子动力学与机器学习势（HAML），为高效模拟电极-电解质界面提供了新思路。基于该方法，团队成功揭示了界面反应动力学在界面调控中的关键作用。相关研究成果以“Machine-learning-accelerated mechanistic exploration of interface modification in lithium metal anode”为题，发表于计算材料领域顶级期刊npj Computational Materials。      ...

2025-08-11

学院肖荫果团队在《自然·通讯》发表研究成果：原位中子和电子显微方法揭示富锂锰基正极材料结构失效机制

富锂锰基正极材料（LRM）因其特有的阴离子氧化还原反应而具有高比容量，被视为下一代锂离子电池最具潜力的正极材料之一。然而在实际应用中，该材料仍存在首圈循环不可逆性显著、持续容量与电压衰减等问题，同时高截止电压会诱发阴离子氧化、氧释放、Li/TM 迁移及界面副反应等一系列内生结构失稳的级联过程。针对以上问题，肖荫果团队在富锂锰基层状正极材料研究中取得系列创新成果，包括：构建强配体界面（Advanced Functional ...

2025-08-05

学院潘锋团队运用多尺度拓扑和AI提升“物质多体相互作用”能量预测精度

在材料科学领域，多原子系统行为的准确解析始终是一项兼具基础性与挑战性的课题。以锂离子电池等高能量密度储能器件中的关键元素锂为例，锂原子簇内部能量与相互作用的精准预测对推动下一代储能技术发展至关重要。然而，随着原子数量增加，系统交互复杂性呈指数级增长，虽然深度学习模型展现出巨大潜力，但材料科学领域面临的高质量数据稀缺和模型“黑箱”特性等问题限制了其应用。北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授团队...

2025-07-30

学院肖荫果团队在调控轨道杂化提升富锂锰基正极材料初始库仑效率方面取得研究进展

近日，新材料学院肖荫果团队在国际学术期刊《Angewandte Chemie International Edition》上发表题为“Boosting Initial Coulombic Efficiency in Li-Rich Mn-based Cathodes by Tuning Orbital Hybridization”的研究论文，该成果被期刊遴选为热点论文（Hot Paper）。富锂锰基正极材料因其阴离子氧化还原反应所提供的高比容量优势，被认为是下一代锂离子电池的关键材料。然而，该材料在首次充电过程（>4.5 V）中存在的晶格氧不...

2025-07-17

学院潘锋/杨卢奕团队在调控锂电池高性能硅基负极电解液提升界面稳定性方面取得新进展

氧化亚硅（SiOx，0<x<2）因其高比容量、低工作电位和低成本等优势，被视为实现高能量密度锂离子电池的理想负极材料。新材料学院潘锋/杨卢奕团队前期研究发现，SiOx在循环过程中的剧烈膨胀-收缩会导致固态电解质界面膜（SEI）持续增厚，最终造成电子渗流网络中断（Nat. Comm., 2023, 14, 6048）。从界面稳定性设计角度出发，在SEI中构建富含氟化锂（LiF）的内层结构被证实可显著提升其稳定性（Angew. Chem. 2025, 64，e202413927...

2025-07-09

学院潘锋团队在《JACS》发表运用多尺度拓扑与AI方法高效筛选固态锂电池快离子导体材料的研究进展

锂快离子导体（LSIC，又称固态电解质）作为全固态电池的核心组件，近年来备受关注。在庞大的材料结构空间中精准筛选兼具高离子电导率和优异稳定性的LSIC材料，是构建高能量密度、高安全性储能器件面临的关键科学挑战。尽管已有研究在LGPS、LLZO等特定结构材料中取得突破，但学界仍缺乏兼具普适性、可解释性和高效率的材料发现方法。图论结构化学通过将材料微观结构映射为数学图模型，在材料基因组和催化活性探索等领域展现出强...

2025-06-30

学院郑家新团队《Science China Mater.》提出基态搜索新方法，突破镧系元素掺杂LiNiO₂理论计算难题

镧系元素（Ln）作为稀土元素的重要组成部分，是我国重要的战略资源。近年来，探究镧系元素在新能源领域的应用已成为了稀土材料研究的战略方向。随着新能源产业快速发展，锂离子电池的性能需求持续上升，而优化正极材料是改善其性能的关键途径。目前，LiNiO2（LNO）因其高能量密度和低成本优势备受关注，但其化学稳定性、结构稳定性和热稳定性等问题仍有待突破。对LNO正极材料进行掺杂是有效的优化改性方法。镧系元素具有作为LNO...

2025-06-17