华新社大连4月23日电（记者 黄世雄） 记者近日从大连理工大学获悉，该校材料科学与工程学院胡方圆教授课题组在极低温环境锂硫电池领域取得重大突破。团队创新性提出“智能共生”锂硫电池构筑新策略，成功将电池的有效服役温度范围拓宽至-120℃至60℃，解决了传统电池在极寒环境下“罢工”的难题。相关成果已发表于国际顶级期刊《国家科学评论》。
突破-60℃极限，攻克极寒“禁区”
锂硫电池因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，其产业化进程长期受制于“温度壁垒”。传统锂硫电池在低于-60℃的极寒环境中，电化学反应会因动力学停滞而彻底失效。现有的外部加热技术又存在能量损耗大、短路风险高等局限，无法满足极端环境下的能源需求。
首创“智能共生”策略，电池具备“自适应”能力
面对这一挑战，胡方圆教授团队跳出传统的材料改性思维，转而打造了一套集成化的“智能共生”系统。该系统创新性地集成了微型温度传感器、智能控制芯片与磁响应正极材料。
在低温环境中，传感器实时捕捉温度信号，芯片动态调控交变磁场，特制的磁响应正极材料随即产生多物理场协同效应。这种机制使电池能够像生物体一样，在低温下实现自适应、自调节，直接激活内部反应，突破了低温转化壁垒，无需依赖高能耗的外部加热。
赋能国家战略，助力临近空间与极地探索
这一成果不仅攻克了材料科学领域的难题，其核心的“物理场动态调控”原理还可拓展至固态电池、钠电池等其他电化学储能体系，为宽温域动力电池的开发开辟了新路径。
未来，该技术有望应用于我国临近空间探测（如高空长航时无人机、平流层飞艇）、极地科考以及深空探索等重大战略领域，为在极端温差下工作的装备提供稳定、高效的能源保障。
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在-80℃时能量密度仍达454.5 Wh·kg⁻¹（考虑能耗后为219.1 Wh·kg⁻¹）；
磁场对动力学的改善效果具有高度可逆性与稳定性，已通过第三方测试验证。