生物质基纤维材料作为先进金属电池结构与功能支架的综述
该综述系统梳理了纤维素、壳聚糖、细菌纤维素及其衍生物等生物质基纤维材料的分级结构特征与分类体系,并总结其作为固态/液态电解质、隔膜、电极和粘结剂在锂基、锌基等金属电池中的关键作用。合理架构设计可提升离子电导率、界面稳定性与机械完整性,为抑制枝晶生长和循环不稳定提供策略。未来方向聚焦精准分子设计、可规模化制备与标准化评价协议。
该综述系统梳理了纤维素、壳聚糖、细菌纤维素及其衍生物等生物质基纤维材料的分级结构特征与分类体系,并总结其作为固态/液态电解质、隔膜、电极和粘结剂在锂基、锌基等金属电池中的关键作用。合理架构设计可提升离子电导率、界面稳定性与机械完整性,为抑制枝晶生长和循环不稳定提供策略。未来方向聚焦精准分子设计、可规模化制备与标准化评价协议。
一篇发表于 Zenodo 的批判性综述系统梳理了全固态电池(ASSEB)的电解质组成、生产工艺、电池管理系统(BMS)、热管理系统与环境表现。文章指出,商用锂离子电池受制于易燃液态电解质与中等能量密度,而 ASSEB 在能量密度、稳定性与安全性上更具潜力,但仍面临离子传输偏低等挑战。综述还评估了 ASSEB 在电动汽车、消费电子、航空航天、国防与可再生能源储能中的应用前景。
这篇综述系统梳理了全固态锂电池(ASSLBs)在材料、界面与全电芯尺度上的多物理场耦合机制及多尺度设计策略。文章覆盖高压/高容量正极、高能量密度负极与各类固态电解质(SSEs)的失效机理,并强调正极-电解质、负极-电解质界面的多物理场耦合失效演化与界面改性调控。全电芯层面则讨论电芯构型优化、一体化集成制造及热管理与安全协同设计,并展望原位多物理场表征框架以突破动态表征瓶颈。
一篇综述对比了电动汽车所用的铅酸、NiMH、LFP、NMC、NCA、LTO、钠离子和固态电池,从能量密度、耐久性、热行为与充电性能评估适用性。锂离子电池仍是现代电动汽车的主流技术,LFP 热稳定性与耐久性较好,NMC 和 NCA 能量密度更高。钠离子电池有望用于成本敏感场景,固态电池仍需进一步开发。
一篇发表于 Advanced Materials 的综述系统梳理了金属氧化物、硫化物、氮化物、碳化物及 MXene 基无机隔膜在锂硫电池中的作用,指出其已从被动抑制多硫化物穿梭转向主动调控反应路径。
这篇综述系统梳理了固态电池中硅负极的界面介导结构工程策略,按硅与固态电解质的耦合方式将已有结构分为三类,并总结其设计原则、多尺度构建方法与增强机制。文章还厘清了界面相容性、电子与离子传输、应力松弛及硅与固态电解质副反应之间的协同关系,并讨论了可规模化制造工艺与可持续监测方法。最后归纳各类结构的优缺点,展望低压力运行下兼顾能量密度、功率、耐久性与可制造性的硅基电极技术方向。
这篇综述系统梳理了锂金属在集流体上沉积的基本原理,以及通过界面与结构工程提升可逆性的近期策略,包括合金化与涂层、晶体取向调控、平面到三维结构转变。作者指出改性引入的质量与体积以及电化学过程带来的锂库存变化常被忽视,并提出 Thin-Li 基准与定量能量密度评估,将代表性改性策略与受限锂库存电池对比。
推荐理由:该综述把集流体改性的质量、体积与锂库存代价纳入能量密度核算,为判断改性是否带来系统级收益提供量化判据。
这篇综述系统梳理机器学习原子间势(MLIP)从描述符模型、带不确定性量化的高斯过程到等变图神经网络和大规模数据集训练的基础模型,指出 MLIP 可基于 DFT 数据实现 10^4–10^6 原子、纳秒尺度的原子模拟。
来自剑桥大学、CIC energiGUNE、于利希研究中心等机构的15位作者发表Perspective,批判性综述液态与固态电解质无负极电池的最新进展,评估其能量密度、制造成本与可持续性优势及实用电芯性能。
一篇发表于 Advanced Materials 的综述将固态电池界面失效机制与自愈策略相连接,梳理了物理流动、化学修复、外部刺激响应和电场辅助四类修复路径。文章指出,涂层和电极结构优化等传统静态手段难以适应循环中界面损伤的动态演化,而动态界面自愈是实现耐用、低压力固态电池的可行路线。
一篇综述提出 Diagnosis-Mechanism-Mitigation(D-M-M)框架,通过交叉验证从电子结构到电芯级别的多模态诊断证据,解码全固态锂电池层状正极的多尺度衰减。文章将衰减分为界面衰减(化学分解、空间电荷层形成、高阻界面相生长)与正极体相衰减(结构相变、阳离子无序、氧流失、微结构开裂),并评估机器学习与 AI 在解读复杂诊断数据集、指导预测性正极设计方面的作用。
Journal of Power Sources 刊发综述,系统梳理锂基电池凝胶聚合物电解质面临的挑战、研究进展与未来方向。作者为 Mohsin Rasheed、Rui Wang、Shuhui Wang、Mubashar Ilyas、Wenting Li 与 Huan Pang,文章收录于第 698 卷。
一篇发表于 Advanced Materials 的综述系统梳理了主客体工程在先进电池中的应用,覆盖液态电解质、固态与准固态电解质、电极-电解质界面以及固-液转换正极四类场景。文章通过跨场景定量比较指出,有效调控需要在客体调控效果与客体动态灵活性之间取得平衡,而非单纯追求最大化结合或限域。未来方向包括集成主客体结构、拓展电池体系、自适应主客体环境及过程特异性相互作用窗口的定量测定。
综述指出,气体传感可在电解液分解初期捕捉 H₂、CO、CO₂ 和 VOCs 等标志气体,比电压或表面温度变化更早触发热失控预警。MOS、2D 过渡金属硫属化物和 MOFs 等材料已实现 ppb 级灵敏度与最快 6 s 响应,结合 ANN 及 SACNN-Mamba 架构可完成复杂混合气体中的定量与模式识别。
eTransportation 第 29 卷发表综述,梳理从液态到固态电池的安全问题,聚焦锂枝晶生长与热稳定性两条主线。作者为 Bin Gou、Tongyu Zhou、Yuezhi Zhang 等。
Journal of Energy Chemistry 刊发综述,梳理锂离子电池硅负极在原子与介观尺度上的模拟方法及其老化机制。文章由 Xiaolong Chen、Han Zhao、Yong Li、Ning Liu、Kai Zhang 撰写,发表于该刊第 123 卷。
Journal of Energy Chemistry 第124卷将刊发全固态锂硒电池正极工程综述,作者为 Zemin He、Tao Shen、Yanqing Zhang 等,Andreu Cabot 亦参与其中。文章梳理该体系正极的最新研究进展并展望未来方向。
一篇综述系统梳理了动态聚合物在锂电池三大领域的应用进展:聚合物电解质设计、界面工程与粘结剂开发。这类材料依靠氢键、二硫键、硼酸酯键和亚胺键等动态共价键或非共价相互作用,实现自愈合、可回收与机械自适应,可提升界面稳定性、抑制锂枝晶生长、缓冲电极体积变化并支持电池组分闭环回收。文章最后指出该领域现存挑战与未来方向。
金属氟化物(MₓFᵧ)通过与 Li 反应生成含 LiF 的稳定界面层,可调控 Li⁺ 通量并促进均匀沉积,从而实现无枝晶、高容量锂金属负极。该综述系统梳理了 MₓFᵧ 在人工 SEI、亲锂 3D 宿主、隔膜修饰层和电解液添加剂中的应用,并讨论了软包电芯层面的实际性能与商业化前景。
一篇发表于 Advanced Energy Materials 的展望文章提出以材料性能为导向的中间层设计框架,用于稳定硫化物基全固态锂金属电池的锂金属/硫化物电解质界面。
这篇综述探讨了晶界在陶瓷固态电解质和锂金属负极中对离子与电子传输、枝晶与空洞形成的影响,并将其与失效机制相关联。文章讨论了晶界处空间电荷层的形成与结构、其对局部缺陷化学的调制作用,以及晶界作为快离子通道或失效脆弱位点的条件。综述还比较了不同固态电解质晶界的差异,并总结了建模、实验表征与工艺技术方面的进展。