在极端环境探测与深空探索领域，能源装备对温度适应性的要求极为严苛。大连理工大学材料科学与工程学院胡方圆教授课题组取得了一项突破性成果，他们创新性地提出了“智能共生”锂硫电池构筑新策略，成功将锂硫电池的有效服役温度范围大幅拓宽至-120℃至60℃，相关研究发表在国际期刊《国家科学评论》上。
锂硫电池凭借其超高的理论能量密度，被视为下一代高比能储能体系的核心候选者。然而，长期以来，产业化进程一直受到温度壁垒的制约。在低于-60℃的极寒环境下，传统锂硫电池的电化学反应会因动力学停滞而失效。现有的加热技术不仅存在能量损耗的问题，还伴随着短路风险等局限，难以满足实际应用需求。
胡方圆教授团队突破了传统材料改性的思维定式，打造出“智能共生”系统。该系统集成了微型温度传感器、智能控制芯片与磁响应正极材料。微型温度传感器能够实时捕捉电池所处环境的温度变化，智能控制芯片则根据传感器反馈的信息动态调控交变磁场，而特制的正极材料会对磁场产生响应。基于多物理场协同效应，电池在低温环境中能够像生物一样实现自适应自调节，成功突破了低温转化壁垒。
“智能共生”锂硫软包电池展现出了卓越的性能，它可在-20℃至-120℃的外部环境下稳定服役。并且，在不同低温环境下，磁场对动力学的改善（收集系数）具有高度可逆性与稳定性。该软包电池的性能通过了第三方测试，并出具了相应的报告。
这一成果不仅解决了材料科学领域的难题，其物理场动态调控原理还具备广泛的拓展性，可应用于其他电化学储能体系，为低温服役动力电池的开发开辟了全新的路径。该成果有望在我国的临近空间、极地科考等重大战略领域发挥重要作用。
