李明强课题组围绕新架构锂电池和新型储能电池持续攻关，近日先后在知名期刊《能源储存杂志》（Journal of Energy Storage）（影响因子10.7）和《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）（影响因子12.5）发表两项研究成果，破解了传统锂电池热失控等行业痛点，为低成本、长寿命、高安全储能装备提供全新技术路线。论文题目分别为“具有插层转换机制和增强安全性的双电子转移Li-Br/I电池”（Two-electron transfer Li-Br/I battery with intercalation-conversion mechanism and enhanced safety）和“TMAI5多卤化物作为多功能阴极，实现三电子转移和协同I/Cl相互作用的水性双离子电池”（A TMAI5 polyhalide as a multifunctional cathode enabling three-electron transfer with synergistic I/Cl interaction for aqueous dual-ion batteries）。硕士研究生白伟业为两篇论文第一作者，李明强为唯一通讯作者。

在 “双碳” 战略与新型电力系统建设背景下，大规模储能、便携电源、车载电池对高能量、高安全、低成本电池技术需求激增。传统商用锂电池存在锂资源稀缺、有机电解液易燃、穿刺易热失控隐患。针对上述瓶颈，团队聚焦四甲基铵多卤化物（TMAI/TMAI₅）多功能正极材料，面向高安全锂电池应用场景，搭建了全新电池体系。电池经钢针穿刺、剪切破坏后无起火爆炸，破损电芯仍可正常工作。原材料廉价易得、制备无需高温，适配电网长时储能、户用储能等场景。

图1 新型锂离子电池暴力切割实验

为解决金属锂负极枝晶、有机锂电易燃短板，团队另辟蹊径，摒弃锂金属负极，将商用 NCM三元、磷酸铁锂等传统锂电正极材料作为铝集流体中间过渡层，搭配 TMAI 正极与含溴有机电解液，实现两步两电子氧化还原。该电池输出 3.5 V、3.0 V 双电压平台，活性物质比容量 211 mAh g^-1（675 Wh/kg），稳定循环 2200 圈。测试证明 NCM三元材料过渡层电荷转移阻抗、腐蚀电流远低于橄榄石材料，锂离子扩散速率提升1-2 个数量级。弯折、针刺、剪切多项破坏性测试下电芯无热失控，形变后依旧正常供电。该电池兼顾高电压、高安全与简易制备工艺，适用于便携电子、轻型动力设备。

随后，该结构被应用于新型水系双离子电池中。团队创新采用五碘化四甲基铵（TMAI₅）复合石墨作为正极，搭配高浓度水凝胶电解液构建了高可逆三电子转移双离子电池。长循环测试显示 900 次充放电库仑效率稳定高于 98%。

李明强课题组长期聚焦新型电池研究，持续突破储能电池核心痛点。相关反应机理、电极设计思路可拓展至各类高安全电池储能体系。下一步团队将推进软包大容量电芯放大试制，推动实验室技术向产业化落地转化，助力低成本安全储能技术工业化进程。

原论文链接：https://doi.org/10.1016/j.est.2026.123773       https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.180762