我校能源与动力学院李明强副教授课题组围绕新架构锂电池和新型储能电池持续攻关，先后在《能源储存杂志》（Journal of Energy Storage）和《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）刊发两项突破性研究成果，破解传统锂电池热失控等行业痛点，为低成本、长寿命、高安全储能装备提供全新技术路线。论文题目分别为“具有插层转换机制和增强安全性的双电子转移Li-Br/I电池”（Two-electron transfer Li-Br/I battery with intercalation-conversion mechanism and enhanced safety）和“TMAI5多卤化物作为多功能阴极，实现三电子转移和协同I/Cl相互作用的水性双离子电池”（A TMAI5 polyhalide as a multifunctional cathode enabling three-electron transfer with synergistic I/Cl interaction for aqueous dual-ion batteries）。硕士研究生白伟业为两篇论文第一作者，李明强为唯一通讯作者。

在“双碳”战略与新型电力系统建设背景下，大规模储能、便携电源、车载电池对高能量、高安全、低成本电池技术的需求激增。传统商用锂电池存在锂资源稀缺、有机电解液易燃、穿刺易热失控等隐患。针对上述瓶颈，团队聚焦四甲基铵多卤化物（TMAI/TMAI₅）多功能正极材料，面向高安全锂电池应用场景，搭建了全新电池体系。电池经钢针穿刺、剪切破坏后无起火爆炸，破损电芯仍可正常工作。原材料廉价易得、制备无需高温，适配电网长时储能、户用储能等场景。

新型锂离子电池暴力切割实验

为解决金属锂负极枝晶、有机锂电易燃等短板，团队另辟蹊径，摒弃锂金属负极，将商用NCM三元、磷酸铁锂等传统锂电正极材料作为铝集流体中间过渡层，搭配TMAI正极与含溴有机电解液，实现两步两电子氧化还原。该电池输出3.5 V、3.0 V双电压平台，活性物质比容量211 mAh g^-1（675 Wh/kg），稳定循环2200圈。测试证明NCM三元材料过渡层电荷转移阻抗、腐蚀电流远低于橄榄石材料，锂离子扩散速率提升1-2个数量级。弯折、针刺、剪切等多项破坏性测试下电芯无热失控，形变后依旧正常供电。该电池兼顾高电压、高安全与简易制备工艺，适用于便携电子、轻型动力设备。

随后，该结构被应用于新型水系双离子电池中。团队创新采用五碘化四甲基铵（TMAI₅）复合石墨作为正极，搭配高浓度水凝胶电解液构建了高可逆三电子转移双离子电池。长循环测试显示900次充放电库仑效率稳定高于98%。

李明强课题组长期聚焦新型电池研究，持续突破储能电池核心痛点。相关反应机理、电极设计思路可拓展至各类高安全电池储能体系。下一步，团队将推进软包大容量电芯放大试制，推动实验室技术向产业化落地转化，助力低成本安全储能技术工业化进程。

原论文链接：https://doi.org/10.1016/j.est.2026.123773，https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.180762