近日，化学化工学院钱涛教授&周金秋副教授团队在《Advanced Materials》上发表题为“Tailoring Cold-Resilient Electrolytes Driven by Mechanisms Underlying Ice Melting for Cryogenic Zn Batteries（为低温锌电池定制由冰融化机制驱动的耐寒电解质）”的研究论文。2023级硕士研究生杨秀珍为第一作者，钱涛教授、周金秋副教授为通讯作者，南通大学为唯一通讯作者署名单位。
可充电水系锌金属电池因其资源丰富、安全性高和成本低等优点，成为新一代大规模储能系统的重要候选。然而，在极端低温（如深海或外太空）环境下，电解液容易结冰，严重限制其工作性能和应用前景。传统的抗冻策略往往侧重于冷却过程中的结冰行为，忽视了“冰如何融化”这一关键过程。本研究提出以冰的融化动力学为核心的电解液设计逻辑，定义三大关键筛选指标：理论冰点降低程度、化学物质与冰表面水分子的相互作用强度以及对冰晶格的晶界渗透效率，为抗冻电解液提供了理论依据和量化标准。在这一理论的指导下，将甲酸钾作为电解液添加剂，显著提升了水系电解液的低温性能，使得全电池能够在-40°C下实现超过1000次的稳定循环，且软包电池（正极载量为7.5 mg cm⁻²）在-40°C下展现出110 mAh g⁻¹的高比容量。这一成果为开发更可靠的低温电解液提供了新的视角，丰富了低温电化学系统的设计理念。
钱涛教授团队针对高性能电化学储能电池开展了系列研究，尤其在极端环境电池、固态电池方面取得了诸多原创性突破，承担了包括江苏省杰出青年基金、国家自然科学基金面上项目在内的多项重点研究课题。
《Advanced Materials》为中科院一区top期刊，Nature Index期刊。
文章链接：https://doi.org/10.1002/adma.202506537
