数据驱动分层热失控预警用于快充下电动汽车锂离子电池
研究提出一种数据驱动的分层热失控预警方法,面向电动汽车锂离子电池快充工况。相关成果发表于 Computers & Chemical Engineering 第 216 卷,作者为 Chengyang Liang、Dexin Gao、Yuanming Cheng、Qing Yang。
研究提出一种数据驱动的分层热失控预警方法,面向电动汽车锂离子电池快充工况。相关成果发表于 Computers & Chemical Engineering 第 216 卷,作者为 Chengyang Liang、Dexin Gao、Yuanming Cheng、Qing Yang。
Can Wang、Renjie Wang、Yuxuan Zhang、Jianming Li、Quanqing Yu 在 Energy Storage Materials 第 91 卷发表研究,提出用机械信号解码锂沉积孔隙率,用于实用锂金属电池的失效分析与早期预警。该文刊于 2026 年 10 月。
推荐理由:面向实用锂金属电池,用机械信号解码锂沉积孔隙率,为失效分析与早期预警提供了一条可迁移的在线监测思路。
该工作提出一种基于电化学-热-老化耦合模型的在线快充策略,用于抑制析锂。当前仅可获取标题信息,摘要、方法细节与验证结果暂缺。
一种利用 Ga-In-Sn 液态金属本征流动性与亲钠性构建的可规模化改性集流体 LM@Cu,通过液态金属与 Na 的合金化反应降低成核势垒、促进均匀沉积并抑制枝晶与死钠生成。
该研究提出氟化梯度设计策略,通过 0F-、2F-、4F-COF 人工 SEI 层调控锂金属电池 SEI 中的 LiF 含量。
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。
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。
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。
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。
气相氟化策略将商用纳米导电碳 Super P 转化为表面氟化导电碳 F-SP,通过半离子型极性 C-F 物种增强电解液浸润性与 Li+ 亲和力,并在循环中经部分电化学脱氟原位生成纳米级富 LiF 界面。NCM523||Gr/F-SP 全电池在 10C 下可逆容量达 95.2 mAh g−1,1C 循环 500 次后容量保持 81.99%。
一篇发表于 Advanced Energy Materials 的展望文章提出以材料性能为导向的中间层设计框架,用于稳定硫化物基全固态锂金属电池的锂金属/硫化物电解质界面。
该论文提出一种神经网络框架,直接从充电信号预测放电增量容量(IC)特征,从而免去低电流放电测量。模型在 53 个电芯、多种快充协议的数据集上训练,能在未见过的电池数据上估计老化指标;在评估的多种架构中,LSTM 在预测精度与计算效率之间取得最佳平衡。作者称该方法可实时集成到 BMS,在不干扰电池正常运行的条件下增强老化监测。
推荐理由:该工作用充电信号预测放电 IC 特征,省去低电流放电测量,为快充场景下的在线老化监测提供了一条可迁移思路。
研究对比了Al、Mg、Ag、Cu四种单元素金属电极在无负极锂电池中的嵌锂行为,通过电化学与深度分辨离子束剖析,绘制了不同电流密度下的局部库仑效率并识别主要锂损失路径。Ag因快速形成γ黄铜型合金相,在高倍率下保持高可逆性;Mg和Al因动力学或结构驱动的锂捕获而可逆性下降;Cu则因多孔高活性析锂造成最大损失。
研究人员提出虚拟电极低能电子显微镜(VE-LEEM),结合同步辐射光电子发射显微镜与原子力显微镜,在纳米尺度追踪无负极固态电池中 Li 和 Na 负极在循环中的形成与溶解。
文章评估了 PINN、PIDeepONet 和 PINO 三种物理信息机器学习框架在电化学器件实时控制中的潜力,从训练成本、推理速度和泛化能力三方面进行对比。PINN 适合固定问题但参数变化需重新训练,PIDeepONet 支持跨工况算子学习且无需网格,PINO 在规则网格上性能更优、外推能力最强。
推荐理由:文章对比 PINN、PIDeepONet 与 PINO 三种物理信息学习框架的训练成本、推理速度与外推能力,为电化学器件实时控制选型提供依据。
研究针对 21700 型 NCM 正极与石墨/SiOx 负极电芯开展循环老化实验,结合原位中子衍射、中子深度剖析和 X 射线 CT 观测老化过程。循环后正极侧 NCM 晶胞变化减小,负极侧完全嵌锂 LiC6 相生成减少,微分电压分析显示除锂库存损失外还存在负极活性材料损失。
推荐理由:该研究用中子衍射、中子深度剖析与 CT 联用,直接观测 21700 型 NCM/石墨-SiOx 电芯循环中的锂损失与活性材料损失。
研究采用空间分辨率约 150 um、视场 20x20 cm2 的中子成像,定量解析 LiFePO4/石墨软包电芯在高温加速老化下的电解液存量与分布。基于中子透射衰减的标准曲线给出 3.18 g Ah-1 的电解液干涸阈值,并量化了老化过程中电解液指数的两阶段演变。
推荐理由:该工作用中子成像定量追踪 LFP/石墨软包电芯高温老化中的电解液消耗与干涸阈值,为无损诊断电解液状态提供了可迁移方法。
这篇综述探讨了晶界在陶瓷固态电解质和锂金属负极中对离子与电子传输、枝晶与空洞形成的影响,并将其与失效机制相关联。文章讨论了晶界处空间电荷层的形成与结构、其对局部缺陷化学的调制作用,以及晶界作为快离子通道或失效脆弱位点的条件。综述还比较了不同固态电解质晶界的差异,并总结了建模、实验表征与工艺技术方面的进展。