近日，材料与能源学院/西南联合研究生院郭洪教授团队在国际知名期刊Energy & Environmental Science、Materials Science & Engineering R和eScience上发表新能源电池及多碳偶联重要研究进展：

工作一：

针对传统电解液设计主要关注Li⁺周围的静态配位环境，而对Li⁺迁移过程中由极化驱动的溶剂化结构重构与弛豫动力学认识不足的问题，研究团队通过捕捉体系总偶极矩的动态演化，提出积分介电弛豫时间描述符（τi），用于定量表征配位溶剂的极化响应速率，并揭示其与体相离子传输及界面电化学行为之间的关联。在此基础上，研究团队将该描述符应用于深共熔电解液体系，对95种候选添加剂进行筛选并实现电解液配方优化，为基于动力学过程的高性能锂金属电池电解液筛选与理性设计提供了新的研究框架。相关工作在国际能源领域权威期刊Energy & Environmental Science发表封面论文（A kinetic descriptor of solvent polarization for rational electrolyte design in lithium–metal batteries，论文链接：https://doi.org/10.1039/d6ee01727d）。材料与能源学院硕士研究生梁熙林为论文第一作者，段玲艳、郭洪为论文共同通讯作者。

图1.溶剂极化响应设计原则及积分介电弛豫时间描述符的构建与添加剂筛选

工作二：

在期刊Materials Science & Engineering R发表题为“The C-C coupling mechanism and regulation strategy of photocatalytic CO2RR to C2+ products”的综述论文。本综述立足于光催化CO2RR，首先深入剖析三条C-C偶联路径、能垒分布与竞争规律，其次阐明关键反应中间体的动态吸附行为、稳定性及其转化动力学，并系统阐述催化活性位点的电子结构（如d带中心、轨道杂化）与几何结构（如晶面、应力、配位环境）如何精准调控C-C偶联过程。在此基础上，总结出针对不同路径的催化剂理性设计策略及多场耦合增效方案。最后，探讨如何利用先进原位表征与理论模拟技术，在多尺度上洞察并验证C-C偶联过程。通过构建从微观机制到宏观性能的逻辑框架，旨在为发展高选择性光催化CO2RR制C2产物的下一代催化剂提供坚实的理论依据，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.mser.2026.101277。材料与能源学院博士研究生安琪、硕士研究生杨楷为论文第一作者，郭洪教授为论文通讯作者。

图2.光催化二氧化碳还原制备多碳产物示意图

工作三：

为推进高性能锂金属电池的发展，精确调控固体电解质界面相（SEI）的化学组成至关重要，尤其是提高其中LiF的含量。当前，构建富LiF的 SEI层的主要策略主要依赖于锂盐的分解。然而，大多数研究尚未系统探究电荷密度及阴离子浓度对锂盐分解机制的影响。为此，我们设计了具有高介电常数和增强电子局域化特性的共价有机框架（COFs），以提高锂盐的解离程度并促进快速电荷转移，旨在驱动阴离子的高效分解从而构建稳定的富LiF的SEI。得益于该策略，采用50 μm超薄锂负极和LiFePO4正极组装的电池展现出优异的电化学性能，在700次循环后仍保持88%的容量保持率。本研究提出的阴离子分解策略为锂金属电池的实际应用开辟了新途径。相关工作在能源领域权威期刊eScience发表（Upgrading interface chemistry via high dielectric constant and enhanced electronic localization COF for lithium metal batteries，论文链接：https://doi.org/10.1016/j.esci.2026.100603）。材料与能源学院博士研究生安琪为论文第一作者，郭洪教授为论文通讯作者。

图3.COF新结构设计

上述成果得到了云南省基础研究重大项目，国家自然科学基金国际联合及面上项目、省先进能源材料国际联合研究中心、省高校全固态离子电池重点实验室，云天化股份有限公司及云南大学“双一流”学科建设项目的支持。

来源：材料与能源学院

编辑：张懿淼 责任编辑：李哲