学科交叉是“学科际”或“跨学科”研究活动,其结果导致的知识体系构成了交叉科学。在吉林大学交叉学科科研团队资助计划项目、吉林大学“学科交叉融合创新”项目等支持下，近日，我院刘春宝教授与物理学院杜菲教授等人充分发挥交叉学科优势，在钾离子储能电池电极界面防护和改性方面取得了新的进展。相关论文以题“Hydration Enables Air-Stable and High-Performance Layered Cathode Materials for both Organic and Aqueous Potassium-Ion Batteries”发表在知名学术期刊Advanced Functional Materials（2022，IF：19.925）上。刘春宝教授和物理学院杜菲教授、谢禹教授为论文的共同通讯作者。
本工作提出了一种简单且通用的多功能水合策略，同时实现了钾基层状氧化物正极空气稳定性和电化学性能的全面提升。利用材料本征的结构特点巧妙地将水分子引入到碱金属层中，通过改变反应时长调控水分子嵌入量，得到新的钾基层状氧化物正极材料。该策略为层状材料空气稳定性的解决提供了新的途径，可以降低钾离子电池正极材料的制备成本，提高了钾离子电池在下一代大规模储能系统中的竞争力。
其中，刘春宝团队提出的融合了微观分子动力学和宏观多物理场耦合的跨尺度模拟，直观的揭示了正负极材料表面的电场分布和离子穿梭效应，这对开发能够高效抑制枝晶和副反应的新型电极材料方面有重要的指导意义。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202204318
