碳酸酯电解液中悬浮 LiF/Li 2 O 颗粒促进富 LiF 界面,实现 2400 h 对称电池循环
研究团队在碳酸酯电解液中悬浮 LiF 和 Li 2 O 颗粒,利用颗粒对含氟电解液组分的优先吸附与电子极化作用,促进 FEC 和 LiPF 6 脱氟并向 LiF 分解。
研究团队在碳酸酯电解液中悬浮 LiF 和 Li 2 O 颗粒,利用颗粒对含氟电解液组分的优先吸附与电子极化作用,促进 FEC 和 LiPF 6 脱氟并向 LiF 分解。
研究通过调控 Hf 基卤化物的机械柔顺性与循环稳定性,面向低压全固态电池应用。相关成果发表于 Nano Energy 第 160 卷,作者包括 Yanbo Li、Shuting Kong、Tianyu Guan 等。
研究人员通过氟与氰基功能化添加剂改性 PEO 电解质,以同时提升室温离子电导率与高压稳定性。该工作发表于 Journal of Power Sources 第 699 卷,作者包括 Junlei Liu、Wei He、Wenhao Miao 等。
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。
研究采用硫醇-烯点击偶联策略,在固态锂金属电池中构建共价键合的正极-电解质界面,以提升界面稳定性。相关成果发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷,作者包括 Hangqi Wang、Yuyan Xing、Yuzhou Chen 等。
针对准固态钠离子电池,研究在硫酸铁钠正极上构建了稳定的正极-电解质界面。相关成果发表于 Journal of Power Sources 第 699 卷,作者为 Yaxue Wang、Shijiang Dong、Jingxiu Wang、Zhe Wang。
针对无负极锂金属电池中析锂/剥离不可逆与集流体性质两大限制,研究对 Cu 集流体实施预处理,比较了在 Cu 上沉积亲锂合金层与化学表面清洗两种策略。两种优化表面在半电池中对 Li 金属进行电化学表征,对比极化、库仑效率与循环中的不可逆锂损失,并以裸 Cu 箔为基准。SEM、XPS 与 operando 电化学膨胀法(OED)进一步揭示沉积层的形貌、组成与厚度可逆性差异。
研究采用 operando FIB-SEM 结合 DIC,在纳米尺度观测由 Si、Li6PS5Cl 固态电解质和碳添加剂组成的复合负极在循环中的形貌演变。结果显示,负极与隔膜物理界面处的锂化会诱发裂纹萌生与扩展,裂纹不仅破坏电极/隔膜界面完整性,还延伸进入隔膜,造成明显机械失效与电池性能下降。作者据此强调界面稳定性对设计耐久固态电池结构的关键作用。
推荐理由:该工作用 operando FIB-SEM 与 DIC 在纳米尺度追踪硅复合负极的裂纹萌生与扩展路径,为固态电池界面失效分析提供可迁移的观测方法。
通过受主取代,金属出溶在摩尔量、速率和形核密度上均得到增强,可生成尺寸仅1–2 nm的极小纳米颗粒,结果与基于点缺陷方程的微观描述一致。该研究发表于Nature Communications。
Journal of Energy Chemistry 第 124 卷刊出 Dengji Xiao 等人的研究,聚焦固态电解质中的焓熵补偿效应,探讨其对锂金属电池稳定性的影响。目前仅有摘要信息,具体材料体系与实验数据尚未披露。
研究用主动学习的机器学习原子间势(MLIP)驱动分子动力学模拟,在氧卤化物反钙钛矿固态电解质中发现晶界非晶度与离子输运之间存在火山关系。Cl 富集的晶界过于有序,Br 富集则无序过度并阻碍迁移,中间 Cl⁻/Br⁻ 比例的适度非晶晶界使 Li 离子输运最大化。作者据此通过选择性卤素调控设计阴离子工程晶界,提出受控阴离子偏析作为降低界面电阻的策略。
推荐理由:该工作用主动学习的机器学习势函数做大规模MD,把晶界非晶度与离子输运的火山关系量化出来,为界面无序调控提供可迁移的设计思路。
研究提出一种 operando 电流变方法,在 LiTFSI 掺杂的聚苯乙烯-b-聚环氧乙烷嵌段共聚物电解质中,于 dc 极化下同步进行流变与电化学测量,时间分辨追踪恒电流刺激下的黏弹与电化学响应。
University of Texas at Austin 在 Zenodo 发布 v1 版本,提出面向下一代电池中硅类体积膨胀材料的固相扩散高效仿真框架。文件为 solid_phase_diffusion_volume_expanding_materialsR3.pdf(1.7 MB),可直接下载。
研究团队用 ISIS 的 BAM 电芯在 Polaris 谱仪上对 Na x NiO 2 正极开展原位与 operando 中子粉末衍射,通过 2.95、3.40、3.67、4.25、1.25 V 五个电压保持获得 P′3、P″3、O″3、O‴3、O⁗3 各相的高信噪比数据。
研究提出一种基于力学的普适策略,通过应力驱动的塑性变形打破外延约束,使锂沉积转为非外延但(110)择优的生长模式并形成稳定(110)织构。该机制仅依赖锂的固有力学性质,无需衬底修饰或界面工程,Li||Li 对称电池循环超过 2000 h,Li||NCM811 全电池循环超过 500 次。相同应力驱动(110)织构形成原理也适用于钠金属负极。
研究提出晶态转变的 HOFa/TrCuMOF 8 异质结构固态电解质,Li+ 迁移数达 0.94、30°C 离子电导率 2.7 mS cm−1,并在 25-180°C 宽温区保持热稳定与阻燃。
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。
研究团队在 LiNi0.83Co0.07Mn0.10O2 正极上构建了由混合阴离子 LiNbOCl4 前驱体经机械化学辅助界面重构形成的 Nb-O-Cl 框架,形成非晶卤氧化物界面层与含 Nb 近表面区。
研究设计并合成氟化锂有机硅酸盐 LiPBS,可在正极形成刚性-柔性 CEI、在负极构建富无机物 SEI,并清除电解液中的 HF 和 H₂O。LiCoO₂(1.89 mAh cm⁻²)/Li(50 µm)扣式与软包电芯在 1C、4.5 V 下循环 250 次保持 82% 容量,而 LiPF₆ 体系仅 67 次即降至 80%,50°C 高温下性能同样维持。
氨基功能化 MOF 被用于调控 PEO 电解质中的氢键网络与离子传输,研究发表于 Journal of Power Sources 第 698 卷。作者为 Chuanchuan Bi、Jinpeng Guo、Zhifei Hao、Yuge Bai、Qi Wang,论文定于 2027 年 1 月 15 日出版。
研究者用溴苯基交联策略制备出"刚而柔"的阻燃聚醚电解质,面向高压、宽温域锂金属电池应用。该工作发表于 Energy Storage Materials 第 91 卷,作者包括 Guanrong Ou、Wenhao Yang 等。
一种PTFE/水凝胶复合电解质被用于Zn-ion电池,实现高离子电导率并抑制枝晶生长。该研究发表于Chemical Engineering Journal第549卷,作者包括Zha Wang、Xinghua Su等。
研究展示角分辨 X 射线光电子能谱可在不经离子溅射损伤的前提下,揭示锂金属负极上固体电解质界面膜的深度依赖组分。作者指出理解锂表面 SEI 对提升锂金属电池寿命至关重要,该方法为界面层表征提供了无损路径。
推荐理由:该工作用无损角分辨 XPS 解析锂金属负极 SEI 的深度组分,为界面膜结构表征提供了可迁移的方法思路。
该 Zenodo 仓库发布了论文《Raman Signatures of Lithium Ion Dynamics in LLZO Garnet Electrolytes。
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。
研究报道 SnSb 负极在电化学循环中发生反应驱动的耦合传输与纳米结构演化,动态重建混合离子电子导电路径并稳定纳米晶,抑制颗粒团聚并保持与 Li6PS5Cl 固态电解质的紧密接触。
研究利用同步辐射透射 X 射线显微、硬/软 X 射线吸收谱与高分辨 XRD 发现,argyrodite Li6PS5Cl 受潮后生成化学还原性相,这些相会从 Ni-rich NMC 正极夺取晶格氧,引发 Ni 还原、阳离子无序和向尖晶石类表面的不可逆重构。
推荐理由:该研究揭示硫化物固态电解质受潮后生成还原性相并夺取 NMC 正极晶格氧,为干房制造中的界面失效提供机理线索。
研究提出以 WO2Cl2 驱动的通用氧氯化策略,将氧以 [WO2Cl4]2− 单元引入 LixMCl6(M = Zr、Y、Er、In)密堆积卤化物晶格。同步辐射 X 射线、深度分辨谱与拉曼测量确认氧的引入,第一性原理计算显示锚定氧通过丰富 Li 位点、削弱 Li–Cl 相互作用拉平 Li+ 迁移能垒,离子电导最高提升 2.7 倍。
研究提出一种诊断框架,通过监测 SOC 窗口把 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2|Li6PS5Cl0.5Br0.5|Li 金属电芯的容量衰减拆分为充电衰减与放电衰减,从而区分(电)化学与机械老化的贡献。
推荐理由:该工作把容量衰减拆成充电与放电两部分,为区分硫化物全固态电池中化学与机械老化提供了一种可迁移的诊断思路。
研究发现,痕量水在2LiCl–GaF3中起到建设性作用:水提供氧,形成与Ga和Li配位的─OH/─OH2物种,使Ga配位由六配位转为四配位,并形成Ga–O与Li–O连接,从而降低平均Li–阴离子结合强度、平坦化Li离子迁移能垒。
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。
Chang Woo Myung、Geunsik Lee、Kwang S. Kim 等人在 Advanced Energy Materials 发表综述,系统梳理机器学习原子间势(MLIPs)的架构、训练策略与应用。
针对硫化物固态电解质受潮后表面残留还原性物种、作为正极电解质与富镍层状氧化物正极形成不稳定界面并加速表面结构与化学衰减的问题,Jongwoo Lim 等提出 O2 退火去除还原性残留、复活电解质表面的再生策略,可缓解界面损伤。
研究者在含 NMP 的 PEO/LiTFSI 体系中引入 LiDFOB 与 LiNO3 双盐添加剂,利用 DFOB- 和 NO3- 与 Li+ 的优先配位构建富阴离子溶剂化结构,促使生成动力学稳定的 SEI,从而抑制 NMP 与锂金属的副反应。
研究提出利用阴离子梯度亲和力实现电场驱动的 PVDF 基电解质。该工作由 Kaibo Fan 等人完成,发表于 Energy Storage Materials 第 92 卷,2026 年 11 月。
研究聚焦热电池中 LLZO/Li₁₃Si₄ 界面的早期稳定性,并考察掺杂对该界面的调控作用。相关成果发表于 Journal of Power Sources 第 698 卷,作者为 Joohyeon Park、Myeongjae Heo、Heonjae Jeong。
罗马大学在 Zenodo 发布 LPSs PBEsol 数据集 v1,包含 12 种锂硫代磷酸盐晶体与玻璃陶瓷的约 420,000 组构型,均在 PBEsol 级别下计算,MD 主要在 300 K 和 700 K 下进行。数据以 npy_set_PBEsol.zip 打包,大小 394.4 MB,可直接下载。
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。
研究以吸电子配体与硬Lewis酸性金属位为设计原则,合成全氟化Al基MOF电解液Al-FBDC,其氧化起始电位达4.82 V(vs. Li+/Li)。将其引入NCM622复合正极后重构颗粒级界面局部电解液环境,抑制寄生反应与正极衰减,Li||Al-FBDC@NCM准固态电芯在3.0-4.5 V、1C下200圈容量保持82%,并在4.6与4.8 V截止电压及受控电解液用量下仍保持性能。