學科交叉是“學科際”或“跨學科”研究活動,其結果導緻的知識體系構成了交叉科學。在Betvictor中文版交叉學科科研團隊資助計劃項目、Betvictor中文版“學科交叉融合創新”項目等➿⚽✨➿下，近日，我院劉春寶教授與物理學院杜菲教授等人充分發揮交叉學科優勢，在鉀離子儲能電池電極界面防護和改性方面取得了新的進展。相關論文以題“Hydration Enables Air-Stable and High-Performance Layered Cathode Materials for both Organic and Aqueous Potassium-Ion Batteries”發表在知名學術期刊Advanced Functional Materials（2022，IF：19.925）上。劉春寶教授和物理學院杜菲教授、謝禹教授為論文的共同通訊作者。
本工作提出了一種簡單且通用的多功能水合策略，同時實現了鉀基層狀氧化物正極空氣穩定性和電化學性能的全面提升。利用材料本征的結構特點巧妙地将水分子引入到堿金屬層中，通過改變反應時長調控水分子嵌入量，得到新的鉀基層狀氧化物正極材料。該策略為層狀材料空氣穩定性的解決提供了新的途徑，可以降低鉀離子電池正極材料的制備成本，提高了鉀離子電池在下一代大規模儲能系統中的競争力。
其中，劉春寶團隊提出的融合了微觀分子動力學和宏觀多物理場耦合的跨尺度模拟，直觀的揭示了正負極材料表面的電場分布和離子穿梭效應，這對開發能夠高效抑制枝晶和副反應的新型電極材料方面有重要的指導意義。
論文鍊接：https://doi.org/10.1002/adfm.202204318
