中新网天津11月5日电（记者 孙玲玲） 天津大学国家储能技术产教融合创新平台吉科猛团队联合上海交通大学、巴西圣保罗大学、美国加州大学尔湾分校等国内外科研机构，成功预言并验证了一类新型二维拓扑二硫化物单层材料（HfTiTe₄、ZrTiTe₄和HfZrTe₄）。这些材料在快充性能、循环稳定性及耐热性方面展现出突破性潜力，为下一代高性能电池技术发展提供了重要理论支撑。
相关研究成果以《用于下一代电池负极和硫正极宿主的超稳定单层碲化物拓扑材料》为题，近日在线发表于国际权威期刊《先进科学》（Advanced Science）。该研究通过第一性原理计算模拟发现，这类材料作为负极活性物质时，其独特的晶体结构可提供丰富的锂/钠离子存储位点，并具备超快的离子传输能力，显著提升电池快充性能；作为硫正极载体时，其表面特殊化学特性可高效锚定并催化转化多硫化物中间体，大幅延长正极循环寿命并优化快充表现。
实验数据显示，该新型二维材料在电池负极应用中表现卓越：
这些指标表明，该材料可实现更快的充放电速度和更高的能量密度，为高性能电池研发开辟了全新路径。
针对锂硫电池和钠硫电池中普遍存在的多硫化物“穿梭效应”——即中间产物溶解导致电池容量衰减和充电效率降低的问题，研究团队通过计算发现，新型二维材料表面特殊的化学吸附能力可有效“锁定”多硫化物，抑制其迁移扩散。这一特性使电池在反复充放电过程中保持更高稳定性，循环寿命显著提升。
该材料在极端温度环境下的稳定性同样引人注目。实验表明，在室温至227℃温度区间内，其耐热性和电化学动力学性能保持优异。这一特性为新能源汽车夏季户外长时间行驶、工业储能系统高温运行以及便携式电子设备高功率放电等场景提供了关键技术支撑，有望推动储能技术向更安全、更高效的方向发展。
（完）
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