黄云辉教授，华中科技大学教授，校学术委员会副主任，长江学者特聘教授、国家杰青，新世纪百千万人才工程国家级人选，国务院政府特殊津贴获得者，曾任科技部“863”计划主题专家组专家、“十四五”高端功能与智能材料总体专项组专家，中国材料研究学会常务理事、中国硅酸盐学会常务理事及固态离子学分会副理事长。本硕博毕业于北京大学，曾在日本东京工业大学、美国得州大学奥斯汀分校从事博士后研究。主要从事新能源材料与器件领域研究工作，以第一和通讯作者共发表论文600篇，包括2篇Science、1篇Nature、以及Nature Mater．、Nature Nanotechnol.、Nature Sustain.等子刊论文20余篇，引用8.5万余次，H指数151，连续多年入选科睿唯安全球高被引科学家和爱思唯尔中国高被引学者，授权专利100余件，研发成果磷酸铁锂正极材料、电池超级快充、电池超声成像技术已获广泛应用；获国家自然科学二等奖1项、省部级科技奖励5项；所指导的学生中有16名入选国家级人才计划。以下节选2025年黄云辉教授团队发表的部分代表性工作。
1. Nature：液-液界面张力稳定的锂金属电池
华中科技大学黄云辉、袁利霞团队和浙江大学陆俊团队提出基于液-液界面张力（γL–L）的界面调控新策略，发明了一类新型的非均相微乳电解液，成功将溶解性较差的功能性溶剂组分引入至电解液体系。通过分子设计，使全氟溶剂与局部氟化两亲性溶剂通过分子间作用力络合形成微乳胶团（50-120 nm），将氟化相均匀稳定地分散于电解液连续相中，进一步利用γL–L驱动力使这些功能组分迁移，同步富集于正负极界面，构建梯度分布的氟化界面溶剂化层。
Liquid–liquid interfacial tension stabilized Li-metal batteries
Nature volume 643, pages1255–1262
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09293-4
2. Science：固态锂电池循环过程中的金属锂疲劳失效
华中科技大学黄云辉和同济大学罗巍团队通过原位扫描电子显微镜（SEM）和相场模拟等技术，揭示了固态锂金属电池（SSBs）失效与锂金属阳极（LMA）疲劳之间的密切关系。研究发现，锂金属阳极在电化学循环过程中会经历疲劳现象，这种疲劳现象遵循力学中的Coffin-Manson方程，表现为锂金属内部逐渐产生微孔和裂纹，最终导致界面退化和电池失效。
Fatigue of Li metal anode in solid-state batteries
Science 388, 311–316 (2025)
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq6807
3. Nature Sustainability：电解水以分离电极助力电池可持续回收
同济大学王超课题组联合黄云辉和李巨教授提出了一种水电解诱导分离方法，利用H2或O₂气体鼓泡高效分离电极材料与集流体。该方法在10 mA cm–2的电流密度下，仅需34秒即可实现磷酸铁锂（LiFePO4）99.5%的材料回收率（金属杂质含量<40 ppm），而石墨的分离时间仅需3秒，能耗极低（分别为11 kJ·kg–1和1.1 kJ·kg–1）。
Electrode separation via water electrolysis for sustainable battery recycling
Nature Sustainability | Volume 8 | May 2025 | 520–529
https://www.nature.com/articles/s41893-025-01539-3
4. Nature Nanotechnology：纳米工程水-疏水混合液体电解质解决方案，适用于宽温度范围的高效锌电池
华中科技大学黄云辉教授、香港城市大学支春义教授、浙江大学范修林教授、中国科学院高能物理研究所散裂中子源科学中心简宏希(wang hay kan)和同济大学罗巍教授合作，提出了一种纳米工程策略，通过构建亲水-疏水梯度水合鞘层来限制水分子活动。该团队将疏水性氢氟醚与氟化醇类水溶物分子引入锌盐电解液中，形成了独特的“水纳米限域”结构。
Nanoengineered aqueous-hydrotrope hybrid liquid electrolyte solutions for efficient zinc batteries across a wide temperature range
Nature Nanotechnology
https://www.nature.com/articles/s41565-025-02060-6
5. Nature Communications: 离子桥接助力高电压聚醚电解质用于准固态电池
华中科技大学黄云辉、许恒辉团队提出了一种通过非锂金属离子与醚氧之间的桥接来显著提高聚醚电解质氧化稳定性的通用方法。为了证明离子桥接策略的可行性，制备了一种锌离子桥接的聚醚电解质（Zn-IBPE），其电化学稳定性窗口超过5V，能够在4.5V的锂金属电池中实现良好的循环稳定性。
Ion bridging enables high-voltage polyether electrolytes for quasi-solid-state batteries
Nature Communications | (2025) 16:962
https://www.nature.com/articles/s41467-025-56324-9
6. Nature Communications: 面向实用化锌离子电池的多功能准固态聚合物电解质——构建高度选择性离子传输通道
华中科技大学黄云辉教授&朱拉隆功大学秦家千研究员&燕山大学张新宇教授,设计了一种多功能的准固态聚合物电解质，通过聚丙烯酸钠、硅酸镁锂和纤维素纳米纤维的分子交联，具有高度选择性的离子传输通道。
A multifunctional quasi-solid-state polymer electrolyte with highly selective ion highways for practical zinc ion batteries
Nature Communications | (2025) 16:183
https://www.nature.com/articles/s41467-024-55656-2
7. Chemical Society Reviews：智能电池的材料、监测与人工智能研究
黄云辉团队系统探讨了各电池组件（电解质、隔膜、电极等）中具有自保护、自修复等功能的响应材料最新进展，详细阐述了实时安全监测的先进传感技术与用于预测寿命管理的 AI 算法，同时指出当前面临的关键挑战，并勾勒出跨学科的未来研究方向，为智能电池推动全球储能技术革新、助力可持续能源转型提供全面且深入的参考。
Smart batteries: materials, monitoring, and artificial intelligence
Chem. Soc. Rev., 2025, 54, 10006–10139
https://doi.org/10.1039/D5CS00609K
8. Joule: 利用精准智能碳化实现高倍率、高安全钠电硬碳负极开发
姚永刚教授、黄云辉教授、方永进教授、朱书泽教授团队提出了一种基于瞬态高温的动力学解耦碳化策略，即从精确的前驱体结构到精细的碳化过程控制再到准确的碳结构，可控制备了膨胀碳基负极材料，显著提高了钠离子电池负极的容量、倍率和循环稳定性。
Interlayer-expanded carbon anodes with exceptional rates and long-term cycling via kinetically decoupled carbonization
Joule 9, 101812, March 19, 2025
https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.101812
9. Journal of the American Chemical Society: 新型钛氧团簇添加剂调控高比能锂金属电池界面化学
华中科技大学黄云辉教授的指导下，和裴非副研究员带领研究团队提出将聚己内酯二醇修饰的钛氧簇（TOC-PCL）用作多功能电解液添加剂，以调控高镍正极与锂负极的界面化学。电解液中的微量H2O 和HF通过TOC-PCL的水解作用被有效清除，随后在循环过程中原位构建出富含无机成分（TiO2、Li2TiF6和LiF）的稳定电极-电解质界面，大幅抑制了界面化学侵蚀。
Tuning interphasial chemistry with titanium–oxo clusters for high-energy-density lithium metal batteries
J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 47, 43655–43665
https://doi.org/10.1021/jacs.5c13474
10. Journal of the American Chemical Society：定制界面化学实现超稳定O3型钠层状氧化物正极材料
华中科技大学黄云辉、同济大学王超、北京大学周继寒、四川大学Wang Yuesheng团队为解决O3型钠层状氧化物正极材料的界面不稳定性问题，提出一种简便的原位离子交换与后续退火相结合的表面工程策略。
Tailored Interphase Chemistry Enables Ultra-Stable O3-Type Sodium Layered Oxide Cathodes
J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 48, 44060–44071
https://doi.org/10.1021/jacs.5c10193
11. Journal of the American Chemical Society：水系锌电池共溶剂电解质策略的动力学补偿机制
华中科技大学黄云辉教授团队针对共溶剂引入难以避免的动力学损失问题，提出了一种削弱阴阳离子间相互作用和提高Zn2+迁移数的动力学补偿机制，在一定程度上补偿了因共溶剂引入造成的动力学损失。以含有EC的Zn(OTf)₂基水系电解液为模型体系，验证了共溶剂电解液策略在实现水系锌二次电池的动力学补偿以及提升其电化学性能方面的有效性。
Kinetics Compensation Mechanism in Cosolvent Electrolyte Strategy for Aqueous Zinc Batteries
J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 10, 8607–8617
https://doi.org/10.1021/jacs.4c16880
12. Angewandte Chemie International Edition：微乳工程调和PC电解液和石墨负极助力全气候锂离子电池
黄云辉教授、袁利霞教授团队提出了一种新型的PC基微乳电解液，在实现与石墨负极兼容的同时，助力Gr||LFP软包电池在−60 ℃~100 ℃全气候范围内正常工作。
Microemulsion Engineering Reconciles Propylene Carbonate Electrolytes and Graphite Anodes for All-Climate Lithium-Ion Batteries
Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202516984
https://doi.org/10.1002/anie.202516984
13. Angewandte Chemie International Edition：阴离子调控的酸性水系铟─MnO2电池中的沉积-溶剂化化学
华中科技大学黄云辉、同济大学傅婧团队报道了一种酸性铟—MnO2电池（IMB）体系，通过阴离子调控界面化学实现阴负极处的可逆沉积-溶解反应。铟（In）的In3+/In氧化还原对具有更正的标准还原电位（–0.34 V vs. 标准氢电极），能够减少酸性介质中的寄生副反应。
Anion-Regulated Deposition–Dissolution Chemistry in Acidic Aqueous Indium—MnO2 Batteries
Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202512463
https://doi.org/10.1002/anie.202512463
14. Advanced Materials：凝胶聚合物电解质竞争性离子配位策略以实现机械强度与离子电导率解耦
华中科技大学黄云辉、许恒辉团队在基于含氢键官能团的聚（甲基丙烯酸甲酯-共聚-甲基丙烯酰胺）（PMAm）凝胶电解质中，引入了对锂离子具有强亲和力的丁二腈（SN）分子。通过竞争配位策略，将原本与聚合物链上氢键位点配位的锂离子释放并转移至溶剂分子中，从而保证聚合物链间氢键网络的完整性，维持凝胶电解质的机械性能。此外，聚合物链间氢键的形成会压缩聚合物骨架的间隙空间，这种压缩使得溶剂分子和离子处于分子聚集状态。这种聚集不仅为锂离子提供了快速扩散通道，还增强了阴离子对锂离子溶剂化壳层的参与度，从而促进形成富含无机成分的稳定固体电解质界面（SEI）。
Competitive Ion Coordination in Gel Polymer Electrolytes Enables Decoupling of Mechanical Strength and Ionic Conductivity
Adv. Mater. 2025, 37, e04625
https://doi.org/10.1002/adma.202504625
15. Advanced Materials：高性能锂硫电池的热电场增强硫析出动力学
华中科技大学黄云辉、武汉理工大学赵文俞设计了一种 Bi0.5Sb1.5Te3/碳纳米管（BST/CNT）夹层，通过提供广泛的吸附位点和从 BST 热电材料产生的热电场来增强Li-S电池的耐久性。
Adv. Mater. 2025, 37, 2500457
https://doi.org/10.1002/adma.202500457
16. Energy & Environmental Science：废旧LiFePO₄直接再生过程中[010]取向锂离子通道的修复研究
华中科技大学袁利霞教授/黄云辉教授团队通过酒石酸（TA）基水热处理和短暂退火克服了这些挑战，通过促进Li+沿晶体结构的[010]晶向重新嵌入，成功实现了LFP的再生。
Restoration of Li+ pathways in the [010] direction during direct regeneration for spent LiFePO4
Energy Environ. Sci., 2025, 18, 3750–3760
https://doi.org/10.1039/d5ee00641d
17. Energy & Environmental Science：−40 oC 下高压锂金属电池的锂离子中等溶剂化结构
华中科技大学黄云辉、许恒辉教授团队系统研究了一系列不同氟化程度和/或氟化位点的氟化乙酸乙酯溶剂作为电解液溶剂，以揭示溶剂分子结构与它们的电化学性质之间的关系。
Moderate solvation structure of lithium ions for high-voltage lithium metal batteries at −40 ºC Energy Environ. Sci., 2025, 18, 786–798
https://doi.org/10.1039/d4ee03192j
18. Advanced Energy Materials：铁基混合磷酸盐正极双重调控，赋能全气候钠离子电池
华中科技大学黄云辉（国家杰青/长江学者）、方淳团队与长江大学徐月（原团队成员）提出创新方案——通过调控合成过程中铁价态，在不引入杂原子的情况下优化 NFPP 局部结构，所得非化学计量比 NFPP-2（Na4.024Fe2.921(PO4)2P2O7）让惰性 Na2位点有序排列成 “结构支柱”，脱钠时晶格体积仅变化 4.18%，大幅提升结构稳定性。
Dual Regulation of Stability and Kinetics in Iron-Based Mixed Phosphate Cathode for All-Climate Sodium-Ion Batteries
Adv. Energy Mater. 2025, e04854
https://doi.org/10.1002/aenm.202504854
19. ACS Energy Letters：重结晶驱动高振实高结晶准球状普鲁士蓝正极
海大学乔芸、刘阳，温州大学侴术雷，华中科技大学黄云辉团队提出了一种重结晶驱动的策略，用于合成具有高度结晶性和高振实密度（0.992 g cm–3）的单斜相普鲁士蓝类似物（CFHCF）。
Recrystallization-Driven Quasi-Spherical Prussian Blue Analogs with High Tap Density and Crystallinity for Sodium-Ion Batteries
ACS Energy Lett. 2025, 10, 4, 1751–1761
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.5c00080
20. Science Bulletin：阴离子介导电解液工程解锁高能量密度与长循环寿命的超低N/P比硫基电池
黄云辉教授与李真教授团队构筑了一种N/P=0.6的SPAN||Gr电池体系，通过简单的原位预锂化方式让电池成功运行。同时设计了一种阴离子介导的电解液（LiFSI/DME/HFE），这种电解液本质上是一种局部高浓电解液，可以抑制多硫化物的溶解和穿梭，可以抑制溶剂共嵌入石墨，同时对锂金属友好，抑制枝晶生长与各种副反应。
Anion-mediated electrolyte engineering unlocks high-energy-density and long-cycling sulfur-based batteries at ultra-low N/P ratio
https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.08.052
21. eScience：用于废 LiFePO4 回收的电子束辐照
黄云辉、沈越团队提出一种基于电子束辐照（EBI）的磷酸铁锂（LiFePO4，LFP）直接回收策略。电子束辐照可选择性降解聚合物粘结剂，使磷酸铁锂能从集流体上高效剥离。
Electron beam irradiation for spent LiFePO4 recycling
https://doi.org/10.1016/j.esci.2025.100501
22. Electrochemical Energy Reviews：先进电池安全检测的进展、挑战与未来发展趋势
华中科技大学黄云辉、徐鸣团队综述首先分析了锂离子电池安全问题的成因和失效机理，接着考察了不同因素之间的诸多联系和相互影响，以阐明锂离子电池安全所面临的复杂且不可预测的问题。聚焦于如何定制人工智能和智能电池管理系统，以应对大型电池组的复杂性，实现实时监控和预测性维护，从而防止灾难性故障的发生。
Advancements, Challenges, and Future Trajectories in Advanced Battery Safety Detection
Electrochemical Energy Reviews (2025) 8:10
https://doi.org/10.1007/s41918-025-00245-0
23. Review of Materials Research: 用于固态锂电池的交联聚合物电解质分子设计进展与展望
黄云辉团队全面总结了用于固态锂电池SSLB的交联固态聚合物电解质SPE最新进展，详细分类了交联单体的选择和反应类型。在分子水平上，综合分析了交联结构与物理/电化学性能之间关系。最后，概述了交联固态聚合物电解质SPE，在这一快速发展领域的挑战和未来前景。
Progress and perspectives on molecular design of crosslinked polymer electrolytes for solid-state lithium batteries
Review of Materials Research 1 (2025) 100013
https://doi.org/10.1016/j.revmat.2025.100013
24. Advanced Functional Materials：可加热聚合物集流体用于寒冷气候电池运行的锂离子电池
华中科技大学黄云辉教授、许恒辉教授团队创新性设计了一种多层复合集流体结构：核心为聚酰亚胺/碳纳米管（PI/CNTs）焦耳加热层，该加热层置于两层绝缘聚酰亚胺层中间，最外层磁控溅射两层高导电性的导电金属涂层。
Heatable Polymer Current Collectors for Cold-Climate Battery Operation
Adv. Funct. Mater. 2025, e14172
https://doi.org/10.1002/adfm.202514172
25. Advanced Functional Materials：超薄纤维素隔膜疏水性梯度以实现长效海水基锌电池
华中科技大学黄云辉教授\中国海洋大学吴敬一教授团队开发出一种厚度仅18微米的梯度疏水性纤维素隔膜（gBC），通过疏水梯度与负电荷表面协同作用，成功抑制了Cl⁻渗透并降低了界面水活性。
Hydrophobicity Gradient in Ultrathin Cellulose Separators for Durable Seawater-Based Zinc Batteries
Adv. Funct. Mater. 2025, e13685
https://doi.org/10.1002/adfm.202513685
26. Energy Storage Materials：高效NaCl预钠化剂用于钠离子电池
华中科技大学黄云辉、李真、湖北工业大学胡培团队开发了氯化钠（NaCl）作为低成本、无毒且高效的钠离子电池预钠化剂。通过球磨法制备的NaCl/ Ketjen Black复合材料在低于4.2 V的电压下可实现457 mAh g–1的预钠化容量。
High-efficiency NaCl presodiation agent for sodium-ion batteries
Energy Storage Materials 81 (2025) 104500
