在極端環境探測與深空探索領域，能源裝備對溫度適應性的要求極為嚴苛。大連理工大學材料科學與工程學院胡方圓教授課題組取得了一項突破性成果，他們創新性地提出了“智能共生”鋰硫電池構筑新策略，成功將鋰硫電池的有效服役溫度范圍大幅拓寬至-120℃至60℃，相關研究發表在國際期刊《國家科學評論》上。
鋰硫電池憑借其超高的理論能量密度，被視為下一代高比能儲能體系的核心候選者。然而，長期以來，產業化進程一直受到溫度壁壘的制約。在低于-60℃的極寒環境下，傳統鋰硫電池的電化學反應會因動力學停滯而失效。現有的加熱技術不僅存在能量損耗的問題，還伴隨著短路風險等局限，難以滿足實際應用需求。
胡方圓教授團隊突破了傳統材料改性的思維定式，打造出“智能共生”系統。該系統集成了微型溫度傳感器、智能控制芯片與磁響應正極材料。微型溫度傳感器能夠實時捕捉電池所處環境的溫度變化，智能控制芯片則根據傳感器反饋的信息動態調控交變磁場，而特制的正極材料會對磁場產生響應。基于多物理場協同效應，電池在低溫環境中能夠像生物一樣實現自適應自調節，成功突破了低溫轉化壁壘。
“智能共生”鋰硫軟包電池展現出了卓越的性能，它可在-20℃至-120℃的外部環境下穩定服役。并且，在不同低溫環境下，磁場對動力學的改善（收集系數）具有高度可逆性與穩定性。該軟包電池的性能通過了第三方測試，并出具了相應的報告。
這一成果不僅解決了材料科學領域的難題，其物理場動態調控原理還具備廣泛的拓展性，可應用于其他電化學儲能體系，為低溫服役動力電池的開發開辟了全新的路徑。該成果有望在我國的臨近空間、極地科考等重大戰略領域發揮重要作用。
