近日，我所燃料电池研究部醇类燃料电池及复合电能源研究中心金属燃料电池系统研究组（DNL0313组）王二东研究员团队，在水系电解液体系中铝阳极低温失效机制研究方面取得新进展，揭示了低温诱导铝阳极界面重构的微观机制，为低温适应型铝阳极的界面工程设计提供了新的理论依据。
金属铝阳极因具有高理论比容量、低成本与高安全性等优势，在水系铝电池体系中受到广泛关注。然而在水系电解液中，低温下铝阳极极化急剧升高、电池功率密度降低，制约了其工程化应用。传统观点通常将该极化归因于电解液电导率下降，但难以解释温度低于某一阈值以下极化呈指数级陡增的实验现象。目前，铝阳极与水溶液之间的界面受温度影响的机理尚不清晰，是阻碍低温极化行为深入解析与性能调控的关键瓶颈。
针对这一难题，团队在本工作中采用原位动态电化学阻抗谱结合弛豫时间分布分析，并结合原位表征技术和密度泛函理论计算，系统研究了铝阳极在水系电解液中的低温电化学行为。团队识别出 5 °C至0 °C 区间的临界极化拐点，揭示该拐点源于低温诱导反应路径转向、生成界面高度无序的氧化铝（Al2O3）并形成高阻抗网络。据此，团队提出“低温界面重构诱导阻抗”模型，并揭示低温性能衰减主要源于界面结构与成分演化，而非传统观点所认知的电解液电导率下降。
相关成果以"Low-Temperature-Induced Interfacial Transformation of the Aluminum Anode in Alkaline Electrolyte" 为题，发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。该工作的第一作者是我所联合培养博士研究生李孝通。上述工作得到国家自然科学基金、辽宁省科技计划项目、辽宁省教育厅科研项目等支持。（文/图 李孝通）
