聚丙烯腈基碳纳米纤维闭孔形成与界面微环境调控机制研究:面向高效储钠
聚丙烯腈基碳纳米纤维在1400°C最优热解温度下经"拉链式"点-线-面固相融合,实现层间距、闭孔与3D导电骨架的协同平衡,GCNFs-1400首次库仑效率达96.2%。醚基电解液相比酯基电解液更利于形成更薄、更均匀且化学稳定的SEI膜。材料微结构与界面微环境的双重调控,使该材料在无预钠化钠离子电池和钠离子电容器中展现出优异的倍率性能与长期稳定性。
聚丙烯腈基碳纳米纤维在1400°C最优热解温度下经"拉链式"点-线-面固相融合,实现层间距、闭孔与3D导电骨架的协同平衡,GCNFs-1400首次库仑效率达96.2%。醚基电解液相比酯基电解液更利于形成更薄、更均匀且化学稳定的SEI膜。材料微结构与界面微环境的双重调控,使该材料在无预钠化钠离子电池和钠离子电容器中展现出优异的倍率性能与长期稳定性。
研究人员通过甘油(Gly)与乙二醇(EG)双二醇协同改性,一步法制备出宽温域 PAM/Gly/EG 复合水凝胶电解质,可重构氢键网络并调控 Zn²⁺ 溶剂化构型,抑制锌枝晶与副反应。所得 Zn||Zn 对称电池在 1 mA·cm⁻² 下循环寿命达 3160 h,并在 −20°C 和 50°C 下分别稳定循环 500 h 和 300 h。
针对富锂层状氧化物正极中过渡金属迁移引发空位聚集、导致多米诺式结构衰减的问题,研究将静电钉扎效应精准引入 Li 层,以强静电排斥抑制过渡金属迁移并稳定氧氧化还原。
研究人员首次提出离子自适应策略,用柔性有机分子(FOM)3BQ 调控分子位阻,使后续 Mg²⁺ 嵌入反而降低应力,在 1.0 A g⁻¹ 下实现 332.1 mAh g⁻¹ 的高实际容量,位居水系镁离子电池(AMIBs)最高水平之列。该材料在 10.0 A g⁻¹ 下循环 7,000 次后仍保持 196.7 mAh g⁻¹ 比容量,为多价离子电池高容量电极设计提供新路径。
研究提出一种多功能二氧化铈界面层,用于复合聚合物电解质中陶瓷填料的均匀分散与锂离子界面传输,并阻隔填料与锂金属直接接触。所得电解质离子电导率达 0.772 mS cm⁻¹、锂离子迁移数 0.626、电化学窗口 5.03 V,Li|CPE|Li 对称电池室温沉积/剥离超 1500 h。
一种掺入氟化硼纳米片的极化铁电β-PVDF层(PPFBN)通过内建电场促进Li⁺向负极传输并阻挡多硫化物阴离子迁移,其本征低多硫化物亲和力可维持保护层长期功能。Li/Li对称电池在含多硫化物电解液中以2 mA cm⁻²、2 mAh cm⁻²稳定循环超1000 h;全电池0.5 C下500次循环容量保持80.4%,贫电解液条件下循环寿命较裸锂延长150次以上。
一种含不可消耗四甲基铵(TMA)溴化物的阴离子转移功能电解液,通过TMA⁺阳离子以离子对形式将PF₆⁻阴离子从体相电解液输运至电极/电解液界面,在锂负极和硫正极原位构建富LiF界面。该界面具有高杨氏模量,可抑制界面副反应与锂枝晶形成。应用于Li-SPAN电池时,1 C下350次循环后容量保持率达92%,0.5 C下300次循环后可逆容量达1039 mAh g⁻¹。
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。
Advanced Energy Materials 第16卷第38期于2026年10月14日出版。该期刊为能源材料领域学术期刊,本期具体研究内容未在原文中列出。
Yanyan Wang 等人在 Energy Storage Materials 第 92 卷发表研究,提出通过抗溶剂共嵌入的电解液设计来延长醚类电解液中石墨基电池的寿命。研究聚焦醚系电解液中溶剂与石墨负极共嵌入这一失效机制,并给出对应的电解液调控方案。目前仅见摘要信息。
研究通过一锅水相共聚法制备出梯度结构Janus水凝胶电解质,用于柔性水系锌金属电池。该电解质在单一制备流程中形成梯度结构,作者包括Saehyun Kim、Yubeen Lee、Sungbin Shin等,成果发表于Energy Storage Materials第92卷。
研究提出单齿配位、界面吸附与弱溶剂化三重协同策略,用于实现超稳定镁金属电池。该工作由 Lei Zhang 等人完成,发表于 Journal of Energy Chemistry 第 124 卷。
该研究通过共价键重构实现商用氟化碳二次电池的快充,作者为 Guyue Li、Keyi Chen、Decheng Li、Yulong Xie、Meng Lei、Chilin Li,成果发表于 Energy Storage Materials 第 92 卷(2026 年 11 月)。当前仅有摘要信息,具体电芯体系、测试协议与性能数字未在材料中给出。
研究人员通过设计自演化刚柔耦合界面膜,提升钠离子电池层状氧化物正极的高压耐受性,相关成果发表于 Journal of Energy Chemistry 第 124 卷。该界面膜兼顾刚性与柔韧性,可自适应正极界面变化,为高电压钠离子电池正极的稳定循环提供新思路。
针对高压锂金属电池,研究提出阳离子-阴离子反向迁移策略,实现协同双界面工程。该工作由Zehao Xu等人完成,发表于Energy Storage Materials第92卷。
针对锂硫电池中催化活性与稳定性难以兼顾的问题,研究提出在缺陷富集高熵氧化物中实施元素分区催化策略。该工作发表于 Energy Storage Materials 第 92 卷,作者为 Yaozu Jia、Xin Chang、Jing Yao、Qi Jin、Xinzhi Ma、Lili Wu、Hong Gao。
一种超分子稳定的多硝基正极材料被用于高比能一次锂电池,具备双模式释能潜力。该研究发表于 Energy Storage Materials 第 92 卷,作者包括 Jiapeng Zhao、Jiyao Zhou、Wenjin Zhang 等。
Shiyou Li等提出分步脱锂与界面电场工程策略,用于稳定LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/LFP混合正极在苛刻条件下的循环。研究发表于Energy Storage Materials第92卷,作者包括Zhipeng Wang、Hongzeng Dou、Chengyu Li等,目前仅公开摘要信息。
研究人员开发了原位聚合的含氟聚氨酯基凝胶聚合物电解质,用于高稳定性锂金属电池。该工作发表于 Journal of Energy Storage 第182卷 Part F,作者为 Yongqi Li、Xiang Gao、Xueyi Zeng 等。
发表于 Journal of Energy Storage 的研究提出一种面向可持续电动汽车充电的 Active Clamp Dual-Stage 变换器与先进能量管理方案,作者为 V. Subash 与 N. Kumarasabapathy。该方案将变换器拓扑与能量管理策略结合,用于电动汽车充电场景。
发表于 Journal of Energy Storage 的研究提出一种基于推理的表格近似动态规划方法,用于含储能的家庭能源管理系统的在线能量管理。作者为 Haojiang Huang、Jianquan Zhu、Jiajun Chen 和 Yuhao Luo。
Electrochimica Acta 刊发研究,考察前驱体选择如何影响 Na-ion 电池 O3-NaNi0.5Mn0.5O2 正极的电极结构与电化学性能。作者为 Lauren B. Levine、Eider Goikolea、Nicholas E. Drewett、Marta Cabello,该文收录于第 580 卷,出版日期为 2026 年 12 月 20 日。
研究提出健康感知联邦对比表征学习框架,用于锂电池 SOH 的泛化估计,成果发表于 Journal of Energy Storage 第 182 卷 Part F。作者为 Kangmin Li、Zhaofeng Luo、Ni Lin、Jiahao Li 和 Yao Zhang。
研究提出一种结合趋势-残差分解与大核注意力 Mamba 模型的锂离子电池 RUL 预测方法,论文发表于 Journal of Energy Storage 第 182 卷 Part F。作者为 Hai-Kun Wang、Xin Liu、Yu-Kai Guo、Zhichao Xu、Qian Huang、Huamei Cao。
Electrochimica Acta 刊发研究,探讨动力学限制与相变如何主导锂离子电池铝负极中富锂相的演化。作者为 Tianye Zheng、Feng Shi、Jia Zhang、Hao Zhao 与 Steven T. Boles,论文聚焦铝负极在嵌锂过程中的动力学瓶颈与相变行为。
研究人员通过静电界面工程构建了 MXene@铌酸钴异质结构,用于加速电荷传输动力学并实现超长寿命锂离子混合电容器。该工作发表于 Journal of Energy Storage 第182卷 Part F,由 K. Gurunathan、V. Bharathi Mohan、R. Robin 和 M. Sathish 完成。
Electrochimica Acta 刊发的研究对 MXene 兼容隔膜进行系统筛选,以同时抑制多硫化物穿梭并提升 Li–S 电池氧化还原动力学。作者为 Weikai Lin、Zhirui Wu、Qichao Shang 等,论文收录于该刊第 580 卷。
一项发表于 Journal of Energy Storage 的研究提出电芯布局与均衡电路的联合设计方法,用于无人机电池包中实现均匀老化。作者为 Nourallah Ghaeminezhad、Quan Ouyang 和 Zhisheng Wang。
Electrochimica Acta 刊发研究,通过调控 Ti3C2Tx 修饰隔膜的空间构型提升锂硫电池性能。作者为 Renzhong Hou、Kaicheng Zhang、Weikai Lin、Zhiwei Yang、Jiawei Zhang、Jun Tang,论文发表于该刊第 580 卷。
研究提出一种电动汽车电池故障检测与诊断智能体,通过对电池数字信号进行描述性文本建模来实现故障识别。该方法将电池信号转化为文本描述,用于故障检测与诊断。成果发表于 Journal of Energy Storage 第182卷 Part F,作者为 Joey Chan、Zhen Chen、Ershun Pan。
研究提出一种混合时频与跨变量交互 Mamba 网络,用于锂电池 SOC 精确估计。该方法结合时频域特征与跨变量交互建模,发表于 Journal of Energy Storage 第 182 卷 Part F,作者为 Bo Liu、Guangyu Liu、Ling Zhu。
Journal of Energy Storage 刊发研究,对电动汽车中电池–变换器系统开展基于数字孪生的控制数值研究,目标是提升系统可靠性与可持续性。作者为 Kiran Keshyagol,论文收录于该刊第 182 卷 Part F。
一项发表于 Journal of Energy Storage 的研究提出锂离子电芯老化建模方法,将活性材料损失、电解液降解、SEI 生长与析锂四种老化机制整合进同一模型。作者为 Prasath Raj、Ernst Richter、Kai Schofer、Julian Kempf、Florence Michel、Alexander Fill 和 Kai Peter Birke。
一项发表于 Journal of Energy Storage 的研究针对大容量储能电池,提出耦合液冷、相变材料与仿生翅片的热管理系统,并开展多目标优化设计。作者为 Chengkun Jiang、Jianxing Wang、Laishun Yang 等。
研究构建三方演化博弈模型,分析技术信任冲击下云储能创新生态的动态治理路径。成果发表于 Journal of Energy Storage 第182卷 Part F,作者为 Yingying Li、Jinglong Liu、Jin Shen。
研究人员用硫功能化双过渡金属 Mo2Ti2C3 MXene 构建混合钠离子电容器,以实现长循环寿命。相关成果发表于 Journal of Energy Storage 第 182 卷 Part F,作者为 Vikas Yadav、Yang Zhang 和 Rajendra K. Singh。
发表在 Journal of Energy Storage 的研究揭示了锂离子电池高倍率放电下内部极化演化与三维热行为的耦合机制。作者 Fangzhou Li、Jian Chen 等人通过建模分析了极化与三维温度场之间的相互作用关系。