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#材料

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9月30日周三
9月29日周二
  1. arXiv · battery(physics.app-ph)20

    LAGP 纳米膜涂覆聚乙烯隔膜抑制 Li-S 电池多硫化物穿梭效应研究

    研究采用离子溅射技术在聚乙烯(PE)隔膜上涂覆 LAGP 纳米膜,并进一步用 Ni、Co 等铁性元素改性,以抑制 Li-S 电池中的多硫化物穿梭效应。SEM 表征了涂层隔膜的表面形貌,阶梯伏安法评估了涂层的电化学性能与改性效果。结果表明,带薄 LAGP 层的 PE 隔膜显著影响多硫化物扩散并抑制穿梭效应,从而减少 Li-S 电池中的不利过程。

  2. 关键词流·多物理场模型49

    LFP 电池热失控关键组分耦合失效的微观模拟研究

    研究采用 ReaxFF MD 与 DFT,揭示 LiFePO₄ 电池热失控中 SEI、聚烯烃隔膜与电解液的原子尺度耦合失效机制。多组分 SEI 模型中组分丰度决定其热稳定性,氧化铝涂层聚乙烯隔膜通过空间锚定保持结构完整;耦合 SEI-电解液-隔膜模型进一步显示,SEI 与隔膜失稳会协同加速电解液降解。

9月28日周一
9月27日周日
  1. Advanced Energy Materials62

    3D 结构 MIEC 石榴石实现无锂负极固态电池

    研究在混合离子电子导电(MIEC)石榴石多孔骨架中实现均匀锂沉积,骨架本征电子导电性使锂沿内部孔表面形核并快速形成共形锂层,在极低锂体积分数下建立电子连通,从而大幅降低负极阻抗,实现可逆镀锂/脱锂,库仑效率达 99.95%。

    推荐理由:该工作用 MIEC 石榴石骨架把无锂负极的锂形核问题转化为渗流输运过程,并给出 99.95% 库仑效率的室温无压循环结果。

  2. Advanced Energy Materials36

    链网络微硅电极诱导内部等静压应力,实现高能量高功率固态电池

    一种链式网络(CN)微硅电极架构通过单壁碳纳米管紧密包裹并互连微米硅颗粒,在嵌锂时施加压应力、分散内部应变,抑制裂纹与空洞形成。该CN-Si电极在3C下容量保持率达78%,与NCM811正极配对的全电池在5C高倍率下循环3000次后容量保持78.8%,性能显著优于采用聚合物或炭黑粘结剂的传统硅电极。

9月26日周六
  1. Advanced Materials62

    脱溶剂动力学主导石墨负极中碳酸丙烯酯共嵌入

    研究通过系统筛选商用石墨、PC 基电解液与聚合物粘结剂,表明石墨中的溶剂共嵌入是恒流极化下常规 Li+ 嵌入与溶剂辅助嵌入竞争的系统级动力学结果。作者提出最低可达电位 P_LA 这一半定量操作描述符,用于刻画石墨-电解液体系在给定测试条件下被极化到 PC 共嵌入占主导之前的程度。

    推荐理由:原文提出最低可达电位描述符,把溶剂化、界面化学与工况统一到同一动力学框架中解释 PC 共嵌入。

  2. Advanced Materials22

    中心原子差异化溶剂化学实现阴离子增强溶剂化,助力 Ah 级钠离子软包电池超长循环

    将亚硫酸乙烯酯(ES)加入常规碳酸酯电解液,利用硫中心亚硫酸酯基团与碳中心碳酸酯基团的电子差异重构溶剂-阴离子竞争,促进 PF6− 进入 Na+ 内溶剂化鞘并降低去溶剂化势垒。2.34 Ah NaNi0.33Fe0.33Mn0.33O2||硬碳软包电池在室温下循环 3500 次后容量保持 81.29%(相当于连续循环超过一年),并在 −20°C 至 50°C 区间稳定运行。

  3. Advanced Materials22

    不对称磺化纳米纤维隔膜:同时稳定锌负极并加速正极动力学

    研究人员开发了一种由磺化聚苯硫醚(SPPS)纳米纤维沉积在聚丙烯(PP)基底上的不对称隔膜,用于水系锌金属电池。该隔膜靠正极侧为亲水富水区、靠锌负极侧为疏水贫水区,通过磺酸基与[Zn(H₂O)₆]²⁺的强离子-偶极作用促进去溶剂化,抑制锌枝晶沉积,同时加速正极Zn²⁺嵌入/脱出动力学。

  4. Advanced Materials22

    动态聚合物在下一代高性能锂电池中的应用

    一篇综述系统梳理了动态聚合物在锂电池三大领域的应用进展:聚合物电解质设计、界面工程与粘结剂开发。这类材料依靠氢键、二硫键、硼酸酯键和亚胺键等动态共价键或非共价相互作用,实现自愈合、可回收与机械自适应,可提升界面稳定性、抑制锂枝晶生长、缓冲电极体积变化并支持电池组分闭环回收。文章最后指出该领域现存挑战与未来方向。

9月25日周五
  1. Advanced Energy Materials22

    不对称溶剂实现取向调控自适应电解液,助力镁金属电池超快充

    研究揭示镁金属负极快充失效源于界面强溶剂屏蔽,提出引入不对称共溶剂、借电场诱导偶极重排调控界面溶剂化结构的电解液策略,降低溶剂化重组能与电子转移活化能垒。该电解液实现10 mA cm⁻²下超稳定镁沉积/剥离(过电位<0.3 V,1000 h),搭配Mo₆S₈在5C下容量65 mAh g⁻¹,搭配氟化石墨在10C下超350 mAh g⁻¹。

  2. Advanced Energy Materials24

    Ta 5d 轨道调控局部电子结构实现耐久 4.7 V LiCoO2 正极

    Ta 通过短程 Ta─O─Co 耦合调控 Co─O 局部电子结构,增大 Co 3d 与 O 2p 能级间距并削弱二者有害带重叠,从而抑制析氧、促进 Li+ 扩散并稳定深度脱锂态晶格氧。Ta@LCO 正极在 3.0–4.6 V、1C 下 600 次循环容量保持 91.2%,5C 下 1000 次循环保持 80.9%,在 4.7 V 超高电压下 550 次循环仍保持 71%。

  3. Advanced Energy Materials22

    钠离子电池预钠化策略:从机理到多维评估框架

    钠离子电池首次循环中钠离子的不可逆消耗导致初始库仑效率低和容量快速衰减,预钠化被视为补偿钠损失的关键策略。该综述将物理、电化学、化学及添加剂型预钠化策略的机理与电化学性能、界面理化性质、电极结构演化整合为多维评估框架,并结合 operando 与原位表征解析补偿机制。基于可控性、可扩展性和制造兼容性的比较分析,为预钠化方案选择提供决策指南。

9月23日周三
  1. Advanced Energy Materials31

    过锂化 NCM 正极的相演化路径与多金属顺序还原机制

    研究建立了一个统一的过锂化模型,将 NCM333/523/811 等正极的过锂化过程划分为嵌入反应区和转化反应区。嵌入区中过量锂通过成分依赖的顺序还原机制进入层状结构:NCM333 先由 Co³⁺/²⁺ 还原引发,第二平台由 Mn⁴⁺/²⁺ 主导;非等摩尔 Ni-Mn 体系则优先顺序还原 Ni³⁺/²⁺ 和 Co³⁺/²⁺,Mn⁴⁺/²⁺ 还原被大幅推迟。

  2. Advanced Energy Materials21

    中熵尖晶石氧化物多阳离子协同用于实用锌离子软包电池

    中熵尖晶石正极 ZCNCMO(Zn0.86Co0.28Ni0.04Cu0.03Mn2O4)通过多阳离子协同抑制元素偏析与活性物种溶解,在 0.5 A g−1 下比容量达 520 mAh g−1,2 A g−1 下 2600 次循环容量保持率 98.3%。软包电池循环超 1000 次,基于活性物质能量密度 239.9 Wh kg−1,实际达 56.3 Wh kg−1,并通过钉刺与切割安全测试。

  3. Advanced Energy Materials24

    氟化物驱动的界面工程:为高性能无枝晶锂金属电池构建功能层

    金属氟化物(MₓFᵧ)通过与 Li 反应生成含 LiF 的稳定界面层,可调控 Li⁺ 通量并促进均匀沉积,从而实现无枝晶、高容量锂金属负极。该综述系统梳理了 MₓFᵧ 在人工 SEI、亲锂 3D 宿主、隔膜修饰层和电解液添加剂中的应用,并讨论了软包电芯层面的实际性能与商业化前景。

  4. Advanced Energy Materials62

    亲核阴离子重构溶剂化结构实现 PC 基电解液中高倍率低温石墨||LFP 软包电池

    研究提出亲核阴离子调控溶剂化策略,让 NO3− 优先进入 Li+ 溶剂化鞘并替换配位 PC 分子,同时不牺牲离子电导率。对六种锂盐阴离子的模拟显示,引入 LiNO3 后溶剂分离离子对减少 26%,接触离子对和聚集体分别增加 19% 和 7%,促进 Li+ 去溶剂化并形成富 Li3N 无机 SEI,抑制 PC 共嵌入石墨。

    推荐理由:针对 PC 基电解液与石墨负极不兼容的难题,提出亲核阴离子调控溶剂化结构,兼顾离子电导与低温快充性能。

  5. Advanced Energy Materials31

    原位熵工程破解结构电池力-电耦合难题,实现高容量高承载

    研究团队采用原位熵工程策略构建多元素共掺杂的富镍结构正极,通过强晶格钉扎效应抑制晶格氧逸出并缓解嵌锂/脱锂过程中的各向异性内应变。该结构电池在0.3C下比容量达122.34 mAh g⁻¹,200次循环容量保持率82.25%,优于常规NCM811;同时拉伸强度206.05 MPa、弯曲强度122.35 MPa,在持续静态原位机械载荷下容量衰减近乎为零。

  6. Advanced Energy Materials26

    富镍 NCA92 正极通过多价掺杂抑制相梯度,提升全固态电池性能

    研究用 Ti⁴⁺、Ta⁵⁺、W⁶⁺ 多价掺杂调控富镍 Li[Ni₀.₉₂₁Co₀.₀₆₉Al₀.₀₁]O₂(NCA92)正极微观结构,发现 W 掺杂形成径向排列柱状一次颗粒,可抑制微裂纹、缓解二次颗粒内相梯度并保持 Li-ion 扩散通道,从而提升容量、倍率与循环保持率。TEM 显示 W 掺杂抑制了表面到内部的电化学不均匀性。

  7. Advanced Energy Materials42

    硬碳网络缓解石墨晶格应变,实现 -20°C 4C 快充 2250 次循环

    一种嵌入石墨基体的 15 wt.% 硬碳(HC)渗流网络可重新分配离子通量,抑制石墨向高应变 stage 1(LiC₆)相变并降低晶格应变。NCM523‖Graphite/HC 软包电芯在 -20°C、4C 倍率下实现 2250 次循环、88% 容量保持,并可在 8C、-40°C 下稳定运行。该网络掺杂策略为全天候高功率电池提供了可规模化的设计思路。

  8. Advanced Energy Materials36

    调控碳界面电子密度以实现稳定高性能电池

    一篇综述提出以界面电子密度和费米能级对齐为核心的统一电子结构框架,解释导电碳引发的电解液分解、析氢与结构衰减等寄生反应。碳存在有限的电子稳定窗口:电子过供给驱动还原副反应,电子耗尽则引发氧化衰减。综述总结了费米能级工程、缺陷态优化及体相电子传输与界面电子注入解耦等策略,以抑制寄生反应并提升循环稳定性、能量效率与耐久性。

  9. Advanced Energy Materials23

    电子自旋态调控解锁 Na4Fe3(PO4)2P2O7 正极结构稳健性与稳定储钠

    通过电子自旋态调控策略,Na4Fe2.94Mo0.03Co0.03(PO4)2P2O7(MC-NFPP)将 Fe 从中间自旋向高自旋转变,高自旋 Fe2+ 占比从 65.0% 升至 79.2%,同时缩小带隙并降低 Na+ 迁移势垒。该材料将单胞体积波动从 5.78% 降至 3.89%,在 30 C 下实现 89.2 mAh g−1 可逆容量,全电池 1200 次循环后容量保持 96.8%。