科研动态

AI4S赋能材料计算，学院郑家新团队在机器学习势场与锂金属负极研究中取得重要进展

研究进展：近期，北京大学新材料学院郑家新课题组与深圳屹艮科技合作，开发了耦合电荷的矩张量势（Moment Tensor Potential with Charge, QMTP）模型，并基于该模型实现了对锂金属负极界面上发生的电化学和化学反应的分子尺度动态解析。该研究揭示了锂金属与电解液界面耦合过程的动态机制（特别是电荷转移的关键作用），并提出基于电荷转移动力学调控的界面设计新策略。相关研究成果以“Unraveling charge effects on interface...

2025-05-12

喜讯：学院邹如强团队高磊副研究员荣获2024年度马尔文帕纳科科学奖

近日，北京大学深圳研究生新材料学院院传来喜讯：2024年度的马尔文帕纳科科学奖（Malvern Panalytical Scientific Award）授予新材料学院邹如强教授团队的高磊副研究员，以表彰其以第一作者身份在《Nature Communications》期刊上发表的题为“Boosting lithium ion conductivity of antiperovskite solid electrolyte by potassium ions substitution for cation clusters”的研究工作。该研究系统揭示了钾离子在固态电解质Li2O...

2025-04-23

学院潘锋/赵庆贺团队在锂电池正极钴酸锂表面构筑稳定晶格氧提升循环稳定性取得进展

钴酸锂（LiCoO2，LCO）是首个且现在一直在手机等消费电子商业化应用的锂电池正极材料。但随着对LCO材料容量需求的提升，其在高电压（>4.55 V vs. Li/Li+）下的容量衰减问题愈发突出，成为阻碍其进一步发展的关键因素。造成容量衰减的原因主要包括不可逆的结构相变、晶格氧（On-）的氧化和损失、表面降解及与电解液发生的副反应。这些问题会引发晶格畸变、裂纹产生，导致电化学界面不稳定，严重影响电池的循环寿命与性能。为解决...

2025-04-10

学院王明超团队与合作者在《Angew. Chem.》发表研究成果：二维共轭聚合物电子传感器取得新进展

近日，新材料学院王明超课题组联合德国马克斯·普朗克研究所、德累斯顿工业大学及保加利亚索非亚大学，成功开发了一种具有方形晶格的给体-受体型二维聚亚芳基亚乙烯（2D PAV）材料。该材料展现出电子主导的传输特性，能够在室温下高效检测二氧化硫（SO₂），检测限低至约0.1 ppb。相关研究成果以"A Donor-Acceptor-Type Two-Dimensional Poly(arylene vinylene) for Efficient Electron Transport and Sensitive Chemiresistors"...

2025-04-09

学院潘锋团队与厦大李剑锋团队合作在《自然通信》发文：发展基于拓扑/图论结构化学与AI的自动化多相催化活性相探索框架

电催化是实现可持续能源转化与减碳减排的关键技术。电催化反应总是在特定的环境下发生，并且和环境中的物种发生相互作用，形成工况下的活性相结构，活性相结构搜索的传统算法存在条件依赖性，无法适应无序和动态结构的不足，这需要发展新的研究范式来实现催化活性相的探索。北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授团队将数学的图论/代数拓扑和结构化学相融合，通过将化学结构映射为数学模型，发展了系列材料研究方法，创新性地...

2025-03-20

学院潘锋团队在Nature Communications发表锂电池无钴高镍正极材料锂占位调控新成果

开发高性能无钴高镍锂电池正极材料是实现锂离子电池能量密度提升的关键。然而，高镍正极材料在循环过程中常面临晶体结构退化和表面副反应活性过高等问题，严重制约了其商业化应用。针对这一挑战，研究团队通过联合运用多种先进表征手段，首次系统揭示了锂占位对高镍正极材料电化学性能的影响机制，并设计出两种具有高循环稳定性的正极材料。图1 无钴高镍正极材料的锂占位调控策略北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授与德国...

2025-03-12

学院潘锋/杨卢奕团队在阴离子吸附调控正极界面机制研究中取得新进展

构建稳定的正极电解质中间相（CEI）是实现高电压锂离子电池性能突破的关键技术路径。然而，由于CEI 的形成涉及电解液与正极材料之间复杂的不可逆电化学反应，其具体形成机制至今仍缺乏系统性理解。现有研究表明，阴离子在CEI 形成过程中起主导作用，这主要归因于阴离子相较于碳酸酯溶剂更易在正极材料表面的“内赫姆霍兹平面”（inner-Helmholtz plane, IHP）发生吸附和分解。然而，学术界对阴离子吸附行为及其在 CEI 形成中的...

2025-03-04

学院潘锋/杨卢奕团队在高电压钴酸锂水系粘结剂研发方面取得新进展

随着消费电子行业的快速发展，层状钴酸锂正极材料（LiCoO2，LCO）的能量密度和循环寿命面临更高要求。然而，在4.5 V（vs Li+/Li）以上的电压下，LCO会发生严重的结构退化，导致电池容量迅速衰减。传统的聚偏二氟乙烯（PVDF）粘结剂虽具有优异的电化学稳定性，但其电极制备过程中需使用有毒溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP），且与正极颗粒间的相互作用较弱，难以有效抑制界面副反应。因此，开发一种低成本、环保且适用于高电压LCO正极...

2025-02-21

学院莫凡洋团队在Nature Communications发表“AI for Chromatography”方面的新进展

近日，我院莫凡洋团队与东方理工大学张东晓团队合作，通过结合统计学和机器学习方法，首次明确揭示了薄层色谱（TLC）与柱色谱（CC）之间的量化关系。该研究提出了一种知识发现技术、建立了可解释的公式，将专家经验（Chemist’s experience）转化为“人工智能经验”（AI experience），为色谱分离实验条件的确定与优化提供了理论支持。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。图1. 相关工作于1月19日发表于Natu...

2025-02-18

学院潘锋/杨卢奕团队在研发同时具有导电子与离子的弹性聚合物网络的锂电池取得进展

氧化硅（SiOx，0<x<2）材料以其高比容量和低氧化还原电位而著称，是石墨负极最有前途的替代者之一。然而，其实际应用受到循环过程中体积的大幅变化 （约翻倍）和其导电性差等因素的影响。我们之前的研究揭示了SiOx不受限制的膨胀-收缩过程导致固体电解质界面 （SEI） 增厚，并最终导致电子渗透网络的击穿（Nat. Comm., 2023, 14, 6048）。为了缓解这种情况，构建具有高机械强度的导电聚合物网络对于提升电池体系导电性和稳定SiO...

2025-02-17