新型电池材料研发实验室谷思辰老师团队，致力于解决新型铝离子电池实用化的关键瓶颈。针对铝负极不稳定性、大电流/大容量运行受限及依赖高成本特种隔膜等核心挑战，提出了创新性解决方案：其一，采用聚二甲基硅氧烷（PDMS）修饰铝负极表面，有效平衡界面反应与离子传输，实现了铝离子的均匀可逆沉积，从而在严苛条件（5 mA cm⁻², 5 mAh cm⁻²）下获得长达1800小时以上的超长循环寿命及高达99.9%的库伦效率（成果发表于能源环境顶级期刊 Energy & Environmental Science, IF=32.7, 2025, 18, 1477-1488，深北莫为第一单位）；其二，成功开发出离子液体-氟苯混合电解液（IL-FB(1:5)），该体系显著提升了离子传输动力学及对商用聚烯烃隔膜的浸润性，在增强电池耐大电流能力的同时，省却昂贵隔膜，预计可将铝离子电池综合成本降低60%（成果发表于材料类顶级期刊 Advanced Materials, IF=27, 2025, 2419865）。这些突破性研究有力推动了高效低成本铝离子电池储能技术的实用化进程。
图 a, 经典沉积理论中交换电流密度（i0），极限电流密度（iL）与沉积行为的关联，i0/iL越小，沉积越均匀、致密，通过在电极表面涂布聚二甲基硅氧烷可降低i0，通过混合电解液改性可以提升iL，两种方法均可以降低i0/iL，进而诱导均匀的铝沉积；b-c，纯铜箔和涂布了PDMS的铜箔上，不同电流密度下沉积铝颗粒的形貌，涂布了PDMS涂层的铜箔上沉积铝更致密、均匀；d，使用混合电解液的对称电池在大电流、大容量（8 mA cm-2, 8 mAh cm-2）条件下的循环性能；e，传统离子液体电解液和混合电解液（IL-FB（1:5））对聚丙烯隔膜（Celgard-d2500）的接触角测试，混合电解液的接触角远低于传统离子液体，说明对Celgard隔膜的浸润性明显提升；f,使用传统离子液体与混合电解液的铝离子电池的成本、质量比容量和体积比容量的对比，使用混合电解液可将铝离子电池的预期成本降低60 %。
