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#材料

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10月8日周四
10月7日周三
  1. Advanced Materials26

    描述符指导筛选界面活性分子,实现高效镁金属负极

    研究采用描述符指导的分子筛选策略,从取代苯胺衍生物中识别出 4-bromo-N,N-dimethylaniline(BrNNA)作为界面活性电解液组分,使 Mg(TFSI)₂ 基电解液实现无需活化的快速镁沉积/剥离。含 BrNNA 的电解液在对称电池中 0.1 mA cm⁻² 下稳定运行超 2400 h,10 mA cm⁻² 下累积面容量达 5 Ah cm⁻²,并在多种正极材料的全电池中得到验证。

  2. Advanced Materials22

    水溶性聚合物界面实现剪切主导剥离,百克级单层氟化石墨烯助力 25 Ah Li/CFx 电芯

    研究者提出剪切主导剥离(SDE)策略,用水溶性聚合物静电锚定层状前驱体,将球磨冲击能转为层间剪切,实现百克级单层氟化石墨烯(FGr)制备并保持氟完整性。所得 FGr 在 25 Ah Li/CFx 电芯中实现 832.0 Wh kg−1(0.1 C)和 737.5 Wh kg−1(0.5 C)的高倍率能量密度。

  3. Advanced Materials22

    AlF3 富集界面设计实现铝离子电池综合电化学性能提升

    在 Al||石墨烯电池中构建 AlF3 富集人工界面,使铝沉积/剥离库仑效率达 99.9%,石墨正极比容量从 94.9 提升至 122.6 mAh g−1。该电池还实现 817 C 超高倍率(2.936 s 充满)和超过 100 000 次循环的超稳定循环寿命。研究揭示 AlF3 具有最高界面能、抗枝晶机械强度和电子阻挡电化学稳定性,是理想的人工界面组分。

  4. Advanced Materials26

    质量-电荷调控微区实现3D锂金属负极结构与界面协同稳定

    研究者通过机械化学方法将分级结构NiSₓ框架与锂箔集成,构建出质量-电荷调控微区功能化锂负极(MCRM-Li),可分区体相锂并耗散局部电流密度,原位形成富Li₂S界面相并诱导Li₂S/LiF富集SEI。基于该负极的对称电池实现超过5380 h无枝晶沉积寿命,LiFePO₄全电池在2 C下循环1000次后容量保持94.1%。

  5. Advanced Materials20

    相干钙钛矿相实现耐应变钠离子电池层状氧化物正极

    研究人员将相干共生的钙钛矿 Ca2MnO4 相引入层状 NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 框架,构建出耐应变复合正极结构。该钙钛矿相在快速脱钠过程中缓冲晶格形变、抑制应变积累,稳定层状主体的结构演化,从而改善高倍率循环稳定性。这一晶格级调控策略为高倍率、长寿命钠离子电池提供了新路径。

  6. Advanced Materials22

    水结构的热力学–动力学耦合实现宽温域锌电池

    一种水凝胶电解质通过耦合热力学与动力学调控水结构,打破四面体氢键网络并限制分子动力学,从而抑制水结晶与析氢副反应。该电解质调控界面 Zn²⁺ 传输以促进均匀锌沉积,使对称电芯稳定运行超 8000 h、全电芯循环 15000 次,并在 −30°C 下保持高可逆性。

  7. Advanced Energy Materials22

    复合水凝胶可控释放液态金属实现无枝晶锌负极

    一种负载Ga-In液态金属的PVA水凝胶电解质通过可控释放液态金属,在锌负极原位构建保护界面,促进Zn沿(103)晶面沉积并溶解枝晶。使用该电解质的Zn对称电池在1 mA cm⁻²、1 mAh cm⁻²下稳定循环6000 h,Zn||NH₄⁺-V₂O₅全电池在200 mA g⁻¹下运行超1750 h,容量保持率85%。

  8. Advanced Energy Materials31

    多盐高熵电解液中的多选择性主导配位机制助力高性能硅负极

    研究提出多选择性主导配位机制,揭示多盐高熵电解液(HEE salts)中富阴离子溶剂化环境的起源。MD 模拟与光谱表征显示,阴离子配位选择性提升使 Li+ 进入高度离域且动态可重构的溶剂化环境,诱导形成无机含量达 49.2% 的薄而均匀 SEI。混合五盐电解液使 250 mAh 软包电芯 200 次循环后容量保持率达 97.18%。

  9. Advanced Energy Materials20

    配位重构与原位化学氧化旁路实现高电压水系 Zn-Te 电池

    基于硬软酸碱原理引入 Br⁻ 重构 Te⁴⁺ 配位环境,形成稳定的 TeBr₄ 以抑制电压衰减,同时深度充电原位生成 Br₃⁻ 为 Te 转化开辟化学氧化旁路。该 Zn-Te 电池在 0.5 A g⁻¹ 下容量达 837 mAh g⁻¹,5 A g⁻¹ 下为 483 mAh g⁻¹,其中超过一半容量由高压平台稳定贡献。少量聚乙烯吡咯烷酮的加入通过吸附作用进一步提升了容量保持率。

  10. Advanced Energy Materials31

    通过电解液氢键干预揭示锌-二氧化锰电池的质子共嵌入化学

    一种氢键干预策略可抑制MnO₂中有害的质子共嵌入,并有效抑制第二次放电平台的衰减。该策略调控质子嵌入动力学,保持MnO₂的2×2隧道结构完整,同时缓解副反应与锌枝晶生长。在2.62 mAh cm⁻²面容量、N/P比2.2、30 µL mAh⁻¹贫电解液条件下,Zn-MnO₂软包电芯实现167 Wh kg⁻¹比能量,并在−10°C下具有一年循环寿命。

  11. Advanced Energy Materials26

    熵介导无孔聚合物隔膜实现 −70°C 至 150°C 超宽温域锂金属电池

    研究人员设计出一种基于高熵聚合物的无孔高熵隔膜(HES),首次从隔膜角度实现锂金属电池在 −70°C 至 150°C 的长期运行。HES 具有优异的电解液浸润性和热稳定性,其内部丰富离子传输通道可均匀加速离子传输,并促进形成稳定的无机/B 富集 SEI 与 CEI,抑制锂枝晶和副反应。

  12. Advanced Energy Materials31

    反应衍生纳米晶-非晶 Li2S 正极与可变形钠集流体实现稳定低压无负极全固态 Li–S 电池

    一种反应衍生纳米晶-非晶 Li2S 正极配合可变形 Na 集流体,使无负极全固态 Li–S 电池在 4 MPa 低堆叠压力下实现稳定循环。Li2S-PI3 8% 全电池在 0.5 C、4 MPa 下 200 次循环后容量保持率约 100%,0.2 C 下 400 次循环后为 89.71%;即使在 1 MPa 下,300 次循环后仍保持 70.54% 容量。

  13. Advanced Energy Materials24

    时间尺度解耦极化动力学指导锌碘电池抗极化正极宿主设计

    研究建立时间尺度解耦极化框架,定量区分静态锌卤电池中的欧姆、活化与浓差极化,发现浓差极化在高碘负载下占主导。据此设计的Fe@PG正极宿主在14.1 mg cm⁻²碘负载下,于70.5 mA cm⁻²(5 A g⁻¹)实现0.43 V低极化损耗,较对照降低29.5%,能量/功率密度达214.1 Wh kg⁻¹/1761.4 W kg⁻¹,3000次循环后容量保持82.0%。

  14. Advanced Energy Materials17

    氧功能化碳纳米管纤维实现无枝晶锌纤维负极的连续制备,推动米级柔性锌离子电池

    研究者基于氧功能化碳纳米管纤维(OCNTF)开发出纤维状锌电极,利用其与锌的低晶格失配及相邻纳米管间的谷区效应诱导均匀锌成核生长,抑制枝晶形成。通过定制的连续电镀系统,实现了米级纤维状锌金属电池(M-FZBs)的规模化制备,能量密度达 151.0 µWh tex⁻¹,并展现出优异的耐腐蚀性与结构稳定性。

  15. Advanced Energy Materials22

    钠/钾离子电池熵调控机制解析:从正负极到界面工程

    一篇综述系统梳理了熵调控策略在钠离子电池(SIBs)和钾离子电池(PIBs)正极、负极及电解质工程中的机理与应用。中高熵设计凭借高构型熵实现晶体结构热力学稳定并抑制相变,同时诱导缓慢扩散以延缓元素迁移和副反应,还能在电极-电解质界面构建稳定界面膜,提升离子传输效率与化学稳定性。

  16. Advanced Energy Materials21

    纤维素材料如何整合离子传输、界面化学与结构稳定性以用于锌电池体系

    一篇综述讨论了纤维素基材料在锌电池中的离子传输、界面化学与结构稳定性整合机制。富含羟基和羧基的结构可调控离子与水环境,多孔网络支撑传输、界面接触与机械完整性,应用于界面、电解液、隔膜和电极可促进反应更均匀、延长循环并提升可持续性。

  17. Advanced Energy Materials18

    无枝晶锌纤维负极实现连续制备,可用于柔性电池

    Hyung-Kyu Lim、Hyeon Su Jeong、Jinwoo Lee、Nam Dong Kim 等人在 Advanced Energy Materials 报道了一种无枝晶锌纤维负极的连续制备路线。氧功能化碳纳米管纤维表面的纳米级凹谷可引导锌均匀成核,并逐步合并为光滑共形的金属镀层。所得米级纤维可制成柔性、可打结的锌电池,适用于可穿戴自供能系统。