电化学工程的发展与现状
Electrochimica Acta 第 581 卷刊出由 A. Bergel、H. Bergmann、K. Bouzek 等 18 位作者合著的《电化学工程的发展与现状》,文章梳理该领域的演进脉络与当前状况。
Electrochimica Acta 第 581 卷刊出由 A. Bergel、H. Bergmann、K. Bouzek 等 18 位作者合著的《电化学工程的发展与现状》,文章梳理该领域的演进脉络与当前状况。
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。
该综述从 799 条合格记录中筛选,并对其中 103 项研究做深入分类与验证审计,梳理机器学习在电池管理系统中的应用。材料仅提供标题,未给出具体结论、分类体系或审计结果。
该综述系统梳理机器学习在液态电解液设计中的应用,围绕离子传输、电化学窗口与界面稳定性三类相互耦合的目标,介绍面向电解液化学的数据集构建与特征表示方法。文章进一步评述离子传输预测、界面调控与多目标优化的 ML 策略,并给出可操作的设计原则。作者同时指出数据质量、模型泛化性与可解释性等现存挑战,以及机理驱动、可迁移 ML 框架的发展方向。
综述聚焦添加剂辅助锌空混合电池(ZAHB),将添加剂氧化与氧还原耦合,实现高理论能量密度、更低充电电压及有机物或废水电化学升级。文章梳理废水净化型、增值型和氧化还原介导型三类ZAHB的替代阳极氧化反应(醇、尿素、肼、碘氧化)与催化机理,并总结电子、几何与界面调控的催化剂设计策略及剩余挑战。
Electrochimica Acta 刊出 Jason K.D. Chan 与 Aimy Bazylak 的论文,系统讨论实验室级与同步辐射 X 射线吸收成像在电化学器件表征中的基础性问题。文章聚焦该成像方法在电化学器件研究中的基础考量,未涉及具体模型、参数或性能数据。
一项发表于 Journal of Energy Storage 的研究从路径视角考察全固态锂电池的技术演化与锁定现象,作者为 Wenting Jin 与 Yisheng Cai。该文载于 Volume 183, Part A,出版日期为 2027 年 1 月 1 日。
Journal of Energy Storage 刊出 Massimo Guarnieri 的电网储能技术综述,对现有各类储能技术进行对比评估。文章以"过去与现在"为线索,梳理电网储能技术的发展脉络并比较当前技术路线。
一篇发表于 Journal of Energy Storage 的综述聚焦锂/钠离子电池硅基负极,围绕纳米颗粒设计、复合工程、失效机制与实际挑战四条主线展开。文章由 Farhana Syakirah Ismail 等人撰写,系统梳理硅基负极从材料设计到工程化应用的关键问题。
该综述围绕电动公交调度与充电优化,梳理了能耗估计方法与运营技术,并讨论了未来研究方向。文章发表于 Renewable Energy 第 278 卷,作者为 Jibin Yang、Haolan Zhou、Xiaohua Wu 等。
该综述系统梳理了钠金属电池(SMBs)的主要实用瓶颈,并指出固体电解质界面膜(SEI)是克服这些挑战的关键中介,系统阐述了其形成机制。文章全面评述了溶剂工程、盐化学优化、添加剂利用及高浓度、局部高浓度、弱溶剂化电解液等策略,用于调控 Na+ 传输并构建机械稳健、离子导电且电子绝缘的 SEI 层。
一篇综述系统梳理了电池-超级电容混合储能系统(BS-HESS)的设计策略、材料、构型、性能、经济性与未来前景,涵盖被动式、半主动式、变换器控制、开关式及材料级集成方案。
一篇遵循 PRISMA 协议的系统综述梳理了 2018 至 2026 年间的文献,围绕多能源电动汽车充电微电网建立三大分类:电力电子变换器拓扑与混合 AC/DC 微电网架构(含恒功率负载 CPL 稳定性控制)、V2X 灵活服务(聚合商市场机制与 DLMP)、以及绿氢行业耦合(FCEV 加氢枢纽与季节性储能)。
该综述对电池管理系统中机器学习的 799 项符合条件研究进行双层范围综述,给出深入分类并开展验证审计。材料仅提供标题,未包含具体分类框架、审计结果或获取方式。
该论文提出一个集成框架,通过协同优化电池热管理策略、SoC/SoH 估计算法与自适应电芯均衡来提升 BMS 效率。作者综述了液冷、混合与 AI 热管理进展,将机器学习增强的 SoC/SoH 估计器与传统观测器对比,并提出分层控制架构以降低辅助能耗。仿真与实验基准显示,集成策略使热管理能耗降低 6–9%,SoC 估计 RMSE 降至 1.5% 以下,pack 级能量吞吐量较规则基线最高提升 8%。
该综述对 2019–2026 年间 103 项同行评审研究进行结构化范围综述与分类,聚焦机器学习在电池管理系统中的应用。材料仅提供标题,未给出具体方法、分类框架或结论。
该综述聚焦MAX相及其衍生物在电化学储能与转换中的成分设计、结构调控与衍生物工程,梳理从MAX相到MXenes等功能材料的成分-结构演化如何影响电荷存储机制、反应动力学与长期稳定性。文章覆盖二次电池、超级电容器与电催化三类应用,并提出基于成分-结构-功能关系的设计原则以指导MAX基材料的理性设计。
一篇发表于 Advanced Materials 的综述指出,AI 方法可从科学文献中提取并整合实验数据,构建材料领域专用数据集与语言模型,弥补机器学习模型长期依赖计算数据的短板。
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。
《Advanced Energy Materials》刊发钠离子电池技术综述,梳理该领域的进展与挑战。文章以钠离子电池技术为对象,讨论其研究现状与面临的问题,具体数据与结论以原文为准。
一篇综述总结了铁基液流电池(IRFBs)的主要衰减机制,并梳理了以代表性螯合官能团构建的螯合改性体系的研究进展。文章重点关注螯合作用对异质界面不稳定性、副反应和反应动力学的影响,最后讨论了配体设计、电解液兼容性、机理认知与实际应用方面的挑战与方向。
一篇综述提出电解液溶剂化工程、集流体功能化、预钠化与AI分子模拟四域协同设计框架,以突破无负极钠金属电池在低温快充下的界面动力学瓶颈。该综述指出,追求高能量密度会加剧界面不稳定性,形成"稳定性悖论",导致钠沉积不均与容量快速衰减。近期软包电芯已实现>200 Wh kg⁻¹,并在−40°C至60°C范围内稳定循环。
一篇发表于 Advanced Energy Materials 的综述提出以描述符驱动的机器学习框架实现电解液理性设计,指出现有 ML 研究多依赖稀疏性能数据、物理可解释性有限。
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 Energy Storage 刊发综述,梳理仿生强化传热在电池中的应用研究进展,作者为 Xinlu Li、Qing Wang、Xueqin Zheng、Long Meng、Xiangkai Zhou、Peijian Zhou。
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。
这篇综述聚焦硫化聚丙烯腈(SPAN)正极在锂电池中的结构与反应机理,并延伸至正极与电解液工程。作者为 Yun-Jeong Lee、Yurim Lee、Ping Liu、Seung-Ho Yu,文章发表于 Nano Energy 第 159 卷第 B 部分。
这篇综述系统梳理了有机酸湿法冶金回收手机废旧锂离子电池的浸出性能、工艺参数及回收材料应用。文章聚焦有机酸浸出体系,分析了影响浸出效果的关键工艺参数,并总结了回收所得材料的下游应用方向。
一篇发表于 Renewable and Sustainable Energy Reviews 的综述,由 Habibe Gursoy Demir、Mehmet Hakan Demir 和 Mustafa Inci 撰写,系统梳理能量感知移动机器人的建模范式、运动规划方法与控制策略。文章围绕能耗建模、路径规划与底层控制三条主线组织现有研究,属于综述/分析类文献而非新方法发布。
一篇观点文章指出,深度学习 SOC 估计(前馈网络、LSTM 及其变体)报告的精度多在训练同分布的驾驶循环、温度和电芯上测得,而实际 BMS 需面对未见过的电芯、温度与使用模式。文章基于 Kalman 滤波工作、深度学习 SOC 文献及显式测试跨工况性能的迁移学习研究,界定该泛化问题并提出报告与设计实践建议。
一篇综述系统梳理了过去十年快充锂电池电解液的发展,从溶剂、盐、功能添加剂三组分出发,总结调控溶剂化结构与界面化学以抑制析锂、改善界面动力学的策略,并延伸至LHCEs等先进体系及其与不同负极化学的兼容性。文章还按破坏性、时空分辨率等维度归类先进表征技术,并介绍AI辅助电解液发现与BMS快充协议优化进展,最后讨论电芯形态、真实工况与可制造性等实用化问题。
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。
一项针对使用 NASA PCoE 锂电池数据集的机器学习 SOH 估计研究,发布了预注册的系统性元研究综述方案(v1.2,2026年10月14日),审查其评估设计与指标报告。
这篇综述梳理了基于 AI 与深度学习的锂离子电池 SOC、SOH 和 RUL 预测方法,重点覆盖 transformer 网络、自编码器潜变量建模、神经基展开、注意力机制及混合优化框架。文章指出传统电化学与经验方法难以刻画非线性衰减、工况不确定性和动态环境波动,并给出优化辅助框架、混合物理信息学习与可解释 AI(XAI)等未来方向,以支撑可靠的 BMS 方案。
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。
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。
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。
一篇发表于 Renewable and Sustainable Energy Reviews 的综述对比了多能源系统建模工具在气候中和情景分析中的应用,作者包括 Ruslan Omirgaliyev、Ayagoz Khamzina、Rocco De Miglio 等。文章梳理了相关案例研究、已取得的成果以及当前面临的挑战。
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。
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。