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#材料

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10月29日周四
  1. Journal of Power Sources33

    综述:锂离子与钠离子电池用过渡金属高熵氧化物的设计规则、界面与器件级指标

    Chandra Prakash 等人在 Journal of Power Sources 第 699 卷发表综述,系统梳理过渡金属高熵氧化物在锂离子与钠离子电池中的设计规则、界面问题与器件级评价指标。文章将材料设计、界面行为与器件相关度量放在同一框架下讨论,覆盖 Li-ion 与 Na-ion 两条体系。

  2. Advanced Energy Materials60

    DMTFA/FEC双盐电解液解耦极性与配位,支撑NCM91电芯4.6 V下1800次循环

    研究提出位阻-电子调控策略,用2,2,2-三氟-N,N-二甲基乙酰胺(DMTFA)与FEC及双锂盐构建阴离子主导的伪弱溶剂化电解液,在保持强极性的同时削弱Li+配位。该电解液电化学稳定窗口超过5.0 V并具本征阻燃性,NCM91纽扣电池在1 C、4.8 V截止下100次循环容量保持率超过90.0%。约1.6 Ah软包电芯在4.6 V下1800次循环后容量保持84.97%。

    推荐理由:该工作用位阻与吸电子效应解耦溶剂极性与Li+配位,为高电压电解液设计提供了一条可迁移的分子调控思路。

  3. Advanced Energy Materials40

    Li─O 化学键合界面让锂金属电池在近真空条件下运行

    研究提出 Li─O 化学键合界面原型,用聚己内酯链段羰基与锂金属的强相互作用替代物理接触界面,使锂金属电池摆脱对外部堆叠压力的依赖。该界面粘附能达 22.44 J m⁻²、搭接剪切强度 0.31 MPa,Li⁺ 迁移数为 0.70,双电层电容提升 120% 至 0.20 µF cm⁻²;Li||Cu 半电池库仑效率 99.78%。

    推荐理由:该工作用 Li─O 化学键合界面替代物理接触,使锂金属软包电池在 −0.1 MPa 近真空条件下仍保持 90.12% 容量,为高海拔航天场景提供去压力依赖思路。

  4. Advanced Energy Materials58

    铜集流体微观结构决定无负极锂金属电池的两种锂沉积模式

    研究以粗大丘状铜(HLCu)与纳米晶铜(nmCu)为模型界面,发现前者触发局域成核选择性生长(LS),生成疏松不均、副反应严重的锂沉积;后者诱导分布成核竞争合并(DCC),形成致密连续且动力学稳定的锂层。

    推荐理由:该研究用多手段表征揭示铜集流体微观结构如何决定无负极锂金属电池的两种锂沉积模式,为界面结构设计提供依据。

  5. Advanced Energy Materials38

    Li─P─F─O 键合拓扑调控富锂正极氧氧化还原与界面稳定性

    研究通过机械化学氟磷酸化在富锂锰基氧化物(LRMO)表面构建 Li─P─F─O 键合拓扑,抑制氧释放与界面阻抗增长。DFT 筛选显示磷酸根是最有效的稳定表面氧的氧阴离子基元,改性正极在 0.1 C、25°C 下给出 248.5 mAh g−1,60°C 下 268 mAh g−1,10 C 循环 2000 次容量保持 85%,并运行至 16000 次循环。

  6. Advanced Energy Materials15

    受"金发姑娘效应"启发的两亲性添加剂调控界面微环境稳态,实现稳定 1.2 Ah 锌软包电芯

    研究者借鉴临床降压药赖诺普利(LNPL)的"金发姑娘效应",提出两亲性电解液添加剂策略,在 1 mM 浓度下实现锌负极界面微环境稳态平衡。Zn||Zn 电芯稳定循环超过 6600 h,Zn||Cu 平均库仑效率达 99.85%(3000 次循环),Zn||I₂ 全电芯循环超过 20 000 次、容量保持率 98.3%。软包电芯容量 1.2 Ah,200 次循环后容量保持率 84.6%。

  7. Advanced Energy Materials18

    透明质酸/海藻酸盐凝胶电解质实现可生物降解、闭环回收的超耐久锌碘电池

    一种透明质酸/海藻酸钠双网络水凝胶电解质(ZHS)用于锌碘电池,使Zn||I₂全电池循环超过35,000次,Zn||Zn对称电池稳定循环超过2,600 h。该电解质通过离子-偶极作用固定多碘化物(I₃⁻和I₅⁻)并抑制枝晶成核,且可在环境条件下生物降解。循环后的ZHS经水溶解与重铸即可再生,额外支持21,000次循环。

  8. Advanced Energy Materials34

    三维MoS2填料调控PVDF基复合聚合物电解质实现稳定固态锂金属电池

    该研究合成三维多孔少层MoS2作为PVDF基固态聚合物电解质填料,通过偶极作用同时削弱Li+与FSI-和溶剂的配位,诱导形成阴离子主导的溶剂化结构。优化电解质在30°C下离子电导率达1.13 mS cm-1、Li+迁移数为0.68,NMC811||Li电芯在2C下循环1500次容量保持率90.5%,并在54 mAh软包电芯中验证了实用性。

  9. Advanced Energy Materials48

    30 µm 三明治结构硫化物电解质膜借 Ti4+/Ti3+ 氧化还原原位消耗锂枝晶

    研究团队通过热压两层 Li5.3PS4.3ClBr0.7(LPSClBr)膜与嵌入 LATP@KH 纳米颗粒的 PVDF-HFP 静电纺支架,制得 30 µm 三明治结构硫化物固态电解质膜,离子电导率 2.75 mS cm−1、临界电流密度 1.0 mA cm−2。

    推荐理由:该工作用热压叠层制备 30 µm 硫化物电解质膜,并以 Ti4+/Ti3+ 氧化还原原位消耗穿透锂枝晶,为超薄膜机械强化提供可迁移思路。

  10. Advanced Energy Materials12

    3D 打印有序多孔金属碲化物实现超高负载铵离子电池

    研究用选择性激光熔化(SLM)制备 3D 打印多孔钛合金(Ti6Al4V)基底,并负载功能性金属碲化物 Bi2-xSbxTe3(0≤x≤1.5)作为水系铵离子电池负极。Bi2Te3 负极在 40 mg cm−2 超高负载下,于 2 mA cm−2 实现 9 mAh cm−2 面容量,同时保持 224 mAh g−1 比容量。引入较小 Sb3+ 强化 M─Te 键以抑制循环体积波动,提升循环稳定性。

  11. Advanced Materials38

    相邻单原子与纳米颗粒电子耦合引导锂横向沉积

    研究提出相邻单原子与纳米颗粒电子耦合策略,用配位介导的超快激光直写构建含超细 Co 纳米颗粒与相邻 Co 单原子的多级多孔石墨烯宿主。界面电子耦合重构局域 d 带中心并形成定向的空间锂吸附能梯度,使锂依次占据相邻位点、抑制局部垂直堆积。高载量 Li||LiFePO4 全电池在 2 C 下循环 1000 次后容量保持 71.4%。