为了快速推进我国城市低空经济的发展，无人飞机、电动垂直起降飞行器等对动力电池的性能提出了极高要求，亟需发展兼具高能量密度、快充电速度、长循环寿命的动力电池体系。当前以锂离子电池为代表的二次电池虽然取得了巨大的商业成功，但其能量密度已经接近理论上限，很难实现性能的大幅度突破。可充电锂空气电池拥有3500 Wh kg-1的超高理论能量密度，是现有锂离子电池的5~10倍，其成功研发有望实现二次电池技术的跨越式发展。目前，锂空气电池研究还处于初级阶段，电池的倍率性能、能量效率和循环寿命等性能指标距产业化应用还存在很大差距。这些技术瓶颈主要来自于电池的反应动力学迟缓这一关键科学问题尚未得到有效解决。目前解决这一问题的经典解决方案是开发高活性正极电催化剂或液相电催化剂，但电催化剂存在三相反应界面催化效率低或穿梭腐蚀负极等问题。因此，亟待发展绿色高效提升电池反应动力学的新策略。

徐吉静教授团队前期研究证明利用外加物理场（光场、力场、热场）的策略可以有效提升了锂空气电池反应动力学，电池的能量效率、倍率性能和循环寿命均得到大幅提高（J.Am. Chem. Soc.2021, 143, 14253;2023, 145, 5718、Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 19518;2023, 62, e202311739;2024, 63, e202411845;2024, 63, e202319211;2025, 64, e202418174;2025, e202501837、Adv. Mater. 2020, 32, 1907098;2022,34,2107826;2022,34,2104792;2024, 36, 2312661;2024, 36, 2407718）。磁场作为一种非接触性、高能效的物理场，有望成为提升锂空气电池性能的更经济、更高效的策略。基于该思路，近期徐吉静团队设计并制备了磁性Mn离子掺杂的自旋极化正极催化剂Mn-CsPbBr3，构筑了磁场辅助的锂空气电池，利用自旋极化策略有效提升了电池的正极反应动力学。Mn离子的掺杂促使了CsPbBr3的电荷重新分布和自旋极化，提高了对氧物种的相互作用和载流子的分离效率。特别是外加磁场后，通过塞曼效应增强催化剂活性位点的自旋极化，降低三线态氧到单线态氧转化过程中自旋翻转能量，进而增强了电极反应动力学。在磁场的作用下，基于Mn-CsPbBr3正极的锂空气电池展现出0.40 V的低过电位，500 h的循环寿命和优异的倍率性能。该工作为改善可充电锂空气电池的正极反应动力学提供了一种新策略。相关研究成果以“A Magnetic Field-Assisted Lithium-Oxygen Batteries with Enhanced Reaction Kinetics by Spin-Polarization Strategy”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上（Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e202421361）。

图：锂空气电池中磁场增强的自旋极化示意图