静电吸附驱动表面重构实现废旧 LiFePO4 正极直接再生
研究提出静电吸附驱动的表面重构策略,用于废旧 LiFePO4 正极的直接再生。相关成果发表于 Nano Energy 第 159 卷 Part B,作者为 Ting Song、Chensheng Wang、Zhixin Wang、Xijun Wei、Lixian Song、Haitao Hu、Yingze Song。
研究提出静电吸附驱动的表面重构策略,用于废旧 LiFePO4 正极的直接再生。相关成果发表于 Nano Energy 第 159 卷 Part B,作者为 Ting Song、Chensheng Wang、Zhixin Wang、Xijun Wei、Lixian Song、Haitao Hu、Yingze Song。
研究提出一种溶剂配位调控方法,用于从废旧锂离子电池中分离关键金属,并实现溶剂的全回收。该工作由 Yanqiu Lyu 等人完成,发表于 Nano Energy 第 159 卷 Part B。
研究人员通过双功能粘结剂中致密化阳离子基团对I₂正极进行"染色",构建了无穿梭效应的水系Zn-I₂电池,并实现高I₂利用率。该工作发表于 Chemical Engineering Science 第339卷Part C,作者为Hongjiang Song、Jingjing Ma、Qian Zhang与Jie Liu。
Applied Energy 刊发研究,解析铁铬液流电池容量衰减机制,指出电解液失衡是关键诱因。作者为 Yujia Zhang、Xu Yang、Qiang Ye、Zhiqi Ma,论文收录于该刊第 427 卷 Part D。
研究提出无量纲参数 g(σe, De),量化超厚电极(>100.0 µm)中电解液用量与容量利用率的关系,确定最低电解液需求为 1.1 g Ah−1。通过优化电解液配方,在高负载正极(>10.0 mAh cm−2)和 4.8 V 高压下形成稳定界面并抑制副反应。结合轻量化锂金属负极,54.2 Ah 软包电芯实现 769 Wh kg−1,较传统锂离子电池提升 150%。
一种在DME基局部高浓度电解质(LHCE)中原位聚合氟化聚合物网络形成的溶剂化保留凝胶电解质,因氟化聚合物与Li+配位弱,凝胶化过程中基本保留了LHCE的局部高浓度溶剂化结构。Li||Li对称电池稳定循环超2000 h,NCM9||Li全电池300次循环容量保持率82.2%并可稳定运行至4.5 V。软包电池在贫电解液条件下实现394.3 Wh kg−1能量密度,300°C下未发生热失控。
研究人员通过原位 FeS2-to-MOF 重构策略构建了分级 Co-FeS2/C@C 复合负极,协同轨道(Co 掺杂)与界面(碳网络)工程提升 FeS2 导电性与离子扩散。
该综述首次在微观与介观尺度系统分析天然大分子聚合物的结构/表面特性与锌负极优化效果之间的结构-功能关系,并阐明相关调控机制。文章按不同优化策略梳理天然聚合物优化锌负极的研究进展,揭示聚合物结构/性质、优化策略与调控机制之间的相互关系。综述还指出天然聚合物在优化锌负极方面面临的关键挑战,并展望了构建超稳定锌负极的未来研究方向与工程策略。
研究系统考察了氟化碳酸二乙酯(fluorinated-DEC)中三氟甲基的数量与取代位置对 Li+ 溶剂化行为的影响,发现对称双三氟甲基取代的 DEC 基溶剂可形成富阴离子和 FEC 的溶剂化结构,促进稳固的 CEI 生成。采用该电解液的高负载(10.5 mg cm−2)Ni-rich LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 正极在 4.6 V 下循环 300 次后容量保持 80%。
一种分子取向电解质(MAE)通过在水系电解液中引入不溶性配体,利用苄叉丙酮(BA)与 2-萘酚聚氧乙烯醚(NPE)之间的 π−π 堆叠形成纳米聚集体,在正负极界面构建疏水层并生成富氟 SEI。Zn//Zn 电芯在 1 mA cm⁻²、1 mAh cm⁻² 下稳定循环超 4500 h,Zn//NH₄V₄O₁₀ 软包电芯容量超 1.3 Ah、循环 900 次以上,容量保持率 81.8%。
研究探讨了双层结构设计如何影响硅/石墨基锂离子电池电极的机械稳定性。通过调整层状电极结构,可调控硅/石墨复合电极的力学-电化学耦合行为,缓解充放电过程中的应力积累与电极衰减。该设计策略为高硅含量负极的机械稳定性优化提供了结构层面的解决思路。
羟乙基纤维素(HEC)被用作功能重构前驱体,通过“孔隙缝合”策略修复脱矿生物质硬碳中被离子刻蚀破坏的碳骨架,将孔隙结构重新分布为微孔/超微孔域。
研究提出有效羟基密度(EOD)与最小静电势(MEP)两个正交描述符,用于定量筛选锌盐共晶电解质中的多元醇氢键供体。在C2–C6多元醇中,赤藓糖醇(EOD = 0.022 Å⁻³,MEP = −1.73 eV)兼顾界面吸附稳定性与去溶剂化动力学,诱导Zn(101)择优取向,对称电池在2 mA cm⁻²、1 mAh cm⁻²下稳定循环6740 h,Zn||I₂全电池在10 C下循环11400次。
一篇系统综述梳理了 MXenes 及其他代表性二维材料的拓扑化学工程(TE-2DMs),将策略归纳为转化、终止、取代、转变四类,并给出概念框架与分类标准。文章重点讨论 TE-2DMs 在电化学储能与转换中的结构—性能关联,总结设计原则与实施指南,并指出该领域的关键挑战与新兴机遇。
Electrochimica Acta 刊发研究,以 LiTFSI-PEO 为案例构建固态聚合物电解质与 Li 金属界面的相互作用模型。
针对 Na4Fe1.5Mn1.5(PO4)2P2O7 钠离子电池正极,研究聚焦提升其阳离子活性与可逆性。相关成果发表于 Electrochimica Acta 第 580 卷,作者为 Hongbo Wang、Fangfang Pan、Tianran Zhang、Zhen Feng、Lijing Yan。
Journal of Energy Storage 刊发研究,将 CoFeNiCuMn 层状双氢氧化物用作可充电锌空气电池的双功能电催化剂。作者为 A. Mostafapour、S.M. Masoudpanah 与 S. Alamolhoda,论文发表于该刊第 182 卷 Part F。
Journal of Power Sources 刊发研究,以层状双氢氧化物作正极构建长寿命双离子电池。作者为 Qingyan Yuan、Yunjia Wu、Zelin Wu、Qing Yin、Jingbin Han,论文收录于第 698 卷,出版日期为 2027 年 1 月 15 日。
一种电荷补偿双电极系统可同步回收 Li⁺ 与 Br⁻ 并富集 LiBr,LiMn₂O₄(LMO)作 Li⁺ 捕获电极,rGO₂₀-BOB 作 Br⁻ 捕获电极,rGO 调控 BiOBr 纳米片生长为微花状结构以提升 Br⁻ 可及性与导电性。
一种仿皮肤屏障修复机制的超轻中间层被用于实用化无负极锂金属电池。该研究发表于 Energy Storage Materials 第 92 卷,作者包括 Xiaomeng Tian、Yuan Feng、Chenyu Wang 等。
研究人员通过 3D 打印构建 Ag/ZnO/rGO 复合集流体,以协同调控钾亲和性与电子传输,实现稳定的钾金属负极。该工作发表于 Journal of Energy Chemistry,作者为 Min-Peng Li、Yu-Tao Duan 等。
研究人员在 Journal of Energy Chemistry 发表成果,通过空心球框架调控高载量锌单原子锚定碳基体,用于增强储钠性能。该工作由 Kexin Wang 等人完成,论文收录于第 124 卷,预计 2027 年 1 月出版。
研究通过 3D Cu 骨架与亲锂 Li-Si 合金构建电子-离子限域结构,用于高性能锂金属电池。该设计旨在调控锂沉积行为,相关成果发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷,作者包括 Ying Zhang、Shuang Wu、Miao Fei 等。
一种基于电容去离子(CDI)的电化学驱动杂质去除方法被用于废石墨的高效再生与结构修复,相关研究发表于 Chemical Engineering Journal。该方法通过电化学过程去除废石墨中的杂质,实现再生与结构恢复。作者为 Lijuan Men、Heng Guo、Bi Luo、Jiafeng Zhang、Yefeng Zhou。
Electrochimica Acta 刊发研究,提出以 0.75 nm 层间限域实现去溶剂化上限,用于可逆锌负极。作者为 Lin Huang、Guizhe Li、Yihao Xu、Liping Chen、Juan Wang、Lei Dong、Keyu Xie,论文发表于该刊第 581 卷。
Journal of Power Sources 刊发研究,结合 3D 成像与电化学仿真,考察 NMC 电极浆料混合时长对电极性能的影响。作者为 Adrian Lindner、Roman Buchheit、Maximilian Lechner、Fabian Biebl、Wolfgang Menesklou、Ulrike Krewer,论文发表于该刊第 698 卷。
Journal of Power Sources 刊发综述,系统梳理 Li-S 电池中锂金属负极界面的失效机制与实用化稳定策略。作者 Dhilip kumar Chinnalagu 等人围绕该界面从失效机理到稳定化路径展开分析,论文收录于第 698 卷,出版日期为 2027 年 1 月 15 日。
尖晶石型正极材料通过构建部分无序结构,可同时提升动力学性能与循环稳定性。该研究发表于 Journal of Power Sources 第 698 卷,作者包括 Zhiyuan Hu、Wen Xu、Yiyang Qu 等。
研究针对钠离子电池 Na4Fe3(PO4)2(P2O7) 正极,通过电解液调控其 CEI 演化与界面动力学。
Journal of Power Sources 刊发的研究揭示,Li₂ZrCl₆ 中的动态氯框架可支持两种锂离子传输机制——单离子跳跃与协同扩散。该双模式传输行为为理解卤化物固态电解质的离子传导提供了新视角。
研究人员通过配位诱导前驱体策略可控组装出 MoSe₂/N 掺杂碳纳米花球,用于钠离子电池储钠。该复合材料在 Journal of Power Sources 发表,作者为 Yanan Mao、Miao Jia、Jiawen Zhou、Suping Guo、Mengqiu Jia,展现出优异的钠离子存储性能。
研究通过热力学相界映射实现了 3.5 价钒电解液的稳定化。该工作发表于 Journal of Power Sources,作者为 Renjie Sun、Huiquan Li、Chenye Wang 等。
研究发现,在层状 β-Co1-xNix(OH)2 中引入镍可增强复合电极的电荷存储能力,该电极以石墨烯还原氧化物(graphite-reduced graphene oxide)为复合组分。
研究通过局部电子调控与界面重构协同策略,提升锰基普鲁士蓝正极在钾离子电池中的高电压与长循环性能。该工作由Jie Wang等完成,发表于Nano Energy第159卷Part B,2026年12月1日出版。
发表于 Renewable and Sustainable Energy Reviews 的综述探讨了金属-木质素配位配合物的可持续设计,面向下一代能源与环境应用。作者包括 Wei Li、Huayu Liu、Ying Xu 等,文章刊于该刊 Volume 244, Part D。
研究者通过阳离子-阴离子配位策略构建了具有双纳米域结构的异质双电层,疏水碳链自聚集形成非极性纳米域抑制 H₂O 诱导副反应,互联极性纳米域加速 Zn²⁺ 传输,实现 0.89 的 Zn²⁺ 迁移数和无枝晶锌沉积。
一篇综述系统梳理了可充电电池中内建电场(BIEF)的形成机制,指出其源于界面电位差、极化与结构梯度,可在无外部偏压下自发形成并调控局部电位分布。文章总结了 BIEF 在正极、负极与电解液中对离子/电子传输、反应前沿、应力分布与界面稳定性的作用,并归纳了异质界面、极化结构与成分/缺陷梯度等构建策略及表征与理论计算方法。
原位 EIS 结合 DRT 分析发现,纯铝负极在 4 m NaOH 中于 5°C–0°C 区间出现极化急剧上升的拐点,低于该阈值时 DRT 谱短时间常数处出现新弛豫过程。该过程源于低温诱导界面从富 Al(OH)₃/Al(OH)₄⁻ 层转变为高度无序的富 Al₂O₃ 网络,据此提出"低温界面重构诱导阻抗"模型,指出性能衰减主因是界面结构与组分演变而非电解液电导率下降。
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。
这篇综述系统比较了铝硫(Al–S)电池基于S还原(S⁰/S²⁻)与S氧化(S⁰/S⁴⁺)的双电化学机制,指出多硫化物穿梭、Al枝晶生长和电解液不稳定是核心挑战。