武科大网讯(通讯员李元建）近期，我校冶金与能源学院青年教师李元建团队在下一代金属二次电池领域取得系列重要研究进展 包括Science 2025, 390, eadl5482 (影响因子：45.8) ; Energy Storage Materials 2025 https://doi.org/10.1016/j.ensm.2025.104835 (影响因子：20.2)；Nano Energy 2025, 142, 111243 (影响因子：17.2).
锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、镁（Mg）、钙（Ca）和铝（Al）金属被视为下一代高比能二次电池的理想负极，但其应用受到不规则沉积和不稳定的固态电解质界面（SEI）等问题的困扰。李元建联合新加坡科技研究局Seh Zhi Wei研究员、浙江大学陆俊教授、美国休斯顿大学教授姚彦联合首尔国立大学教授Kang Kisuk等人全面比较了单价和多价金属负极在非水电解液中的电化学行为，并提出了电极、电解质和界面相的普世性设计策略，以使水平沉积的金属具有优选的晶体学取向和稳定的SEIs，具有不同的化学组成，但具有相似的结构均匀性。最后，评估了每个系统的具体优势和尚未解决的挑战，为开发用于下一代储能的高能量和低成本金属负极电池提供了跨学科的见解。相关成果发表在Science 2025, 390, eadl5482, 李元建为论文第一作者。
近年来，大量的研究发现氢化锂（LiH）如同一个矛盾体-它既存在于抑制枝晶生长的SEI中，又大量分布在破坏电极结构的锂枝晶内部。这种物质为何表现出截然相反的特性？学界长期争论不休。有鉴于此，李元建联合北京航空航天大学教授张千帆以及新加坡科技研究局Seh Zhi Wei研究员通过第一性原理计算，比较了LiH与典型SEI组分（如LiF、LiOH、Li₂O、Li₂CO₃等）的电子结构、界面结合力、离子导电性与力学性能的差异，首次揭示了LiH的“双面人格”，为破解锂电池失效机制提供了关键线索。相关成果发表在Nano Energy 2025, 142, 111243。李元建教授为该论文共同通讯作者。
针对聚偏二氟乙烯（PVDF）基固态电解质结晶度高、离子导电性有限和高压正极兼容性差的问题，李元建与成都理工大学胡安俊研究员、龙剑平教授团队合作提出了一种三功能分子基元策略。将三功能基元酰胺NCFB，通过共聚进入基于PVDF的基质中，并与共熔电解质交联形成复合聚合物电解质（PN-DEPE），可拓宽电化学窗口，提升锂离子传输速率，同时在正负极表面形成稳定的电极-电解质界面。这项研究为构建具有高电压长寿命锂金属电池提供了一种新的途径。相关成果发表在Energy Storage Materials，2025，10.1016/j.ensm.2025.104835，李元建教授为该论文共同通讯作者。
上述研究工作得到了冶金与能源学院、钢铁冶金及资源利用教育部重点实验室、高温电磁材料与结构教育部重点实验室等单位的大力支持。
