亲锌性5-苯基-1H-四唑保护层调控界面溶剂化与局部pH实现高可逆锌负极
针对锌负极可逆性差的问题,研究采用亲锌性5-苯基-1H-四唑构建保护层,同步调控界面溶剂化结构与局部pH。该策略旨在抑制界面副反应并提升锌沉积/剥离的可逆性,相关成果发表于Electrochimica Acta第581卷。
针对锌负极可逆性差的问题,研究采用亲锌性5-苯基-1H-四唑构建保护层,同步调控界面溶剂化结构与局部pH。该策略旨在抑制界面副反应并提升锌沉积/剥离的可逆性,相关成果发表于Electrochimica Acta第581卷。
针对钠离子电池,研究在钠钒硼酸盐玻璃陶瓷中引入铌改性,以动力学手段调控正极-负极切换行为。相关成果发表于 Electrochimica Acta 第 581 卷,作者包括 Vamsi Krishna Katta、Y. Bhaskara Rao、Xiaojing Xu 与 C. André Ohlin。
该研究用相场模拟研究全固态钠电池在循环过程中的枝晶演化,作者为 Chengyin Wu、Wolfgang Windl、Jung-Hyun Kim 和 Yanzhou Ji,成果发表于 Journal of Energy Storage 第 183 卷 Part A。
研究采用温和 NH₃ 处理对硬碳进行"手术刀式"改性,同步调控其微观结构与表面化学,用于高性能钠离子电池。该策略通过精准裁剪硬碳结构,改善储钠性能,相关成果发表于 Journal of Energy Chemistry 第 124 卷。
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。
研究提出一种基于供体数匹配化学的双供体协同非水电解液,用于长循环锌离子电池。该电解液通过两种供体的协同作用调控溶剂化结构,相关成果发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷,作者包括 Fan Cheng、Xuefeng Zhang 等。
研究通过 MoP/WP 异质结工程提升多硫化物的氧化还原转化效率,论文发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷,作者为 Mingze Hao、Peng Li、Zhenwen Li、Zhenkun Sun、Lunbo Duan、Dong Wang、Qin Yue。
Jiaping Niu、Junyuan Dong、Jingwen Zhao 等人在 Joule 发表研究,重新界定醚基钠离子电池的热安全边界。该文于 2026 年 10 月 16 日在线发布,目前仅提供摘要信息。
研究人员提出"距离收缩"(Δd)这一简单可迁移描述符,用于跨 Li、Na、K、Mg 离子导体及氧化物、硫化物、卤化物等多种阴离子化学体系的固态离子迁移筛选。该描述符衡量迁移离子沿路径相对平衡位置的最大局部收缩,可区分低势垒与高势垒路径。将其用于高通量筛选,复现了多种已知快离子导体并发现此前未探索的候选材料,快离子输运经 nudged elastic band 计算和从头算分子动力学验证。
研究者提出同步多级组装策略,合成出介孔纳米嵌入型金属氧化物框架负极,其中 M-Na4Ti5O12/C 在 10 A g−1 下比容量约 115 mAh g−1,0.2 A g−1 循环 1000 次单圈容量衰减低于 0.023%。该材料依托互连介孔通道实现超快 Na+ 扩散与低势垒纳米级离子传导,软包电池功率密度约 4.7 kW kg−1,稳定循环 1200 次,高倍率下优于硬碳。
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。
该研究提出并证明串联电池组被动自均化的结构定理:只要内阻具有负温度系数(∂R/∂T<0),工作内阻离散必然被压缩,压缩因子 1/(1+Λ) 的符号由 ∂R/∂T<0 唯一锁定,与模型实现无关。
该研究沿用前作定理,定量刻画串联钠离子电池组中被动自发热的自均化机制:在 -30 ℃/0.5C 下容量 COV 拉平 39.7%,高低差距收窄 33.9%,模型补全前后结果一致(40.7%→39.7%)。
推荐理由:该文量化了串联钠电电池组中被动自发热对内阻与容量离散的拉平幅度,并给出失效边界与倍率甜区。
以O3型Na(NiFeMn)1/3O2为模型,结合实验与DFT计算发现,阴离子掺杂效果由掺杂剂的价电子构型和离子半径两个本征属性决定。半径匹配时,给电子的F降低Fe3+含量,提升高压与空气稳定性;吸电子的N氧化Ni2+,加速衰减。尺寸过大(Cl、Br)或半径失配(B)的掺杂剂则导致结构坍塌,该双参数框架可实现正极的预测性设计。
一种基于富氟双网络(SFDN)的自适应人工SEI实现了Zn/电解液界面的原位动态重构,SFDN@Zn负极在10 mA cm⁻²/10 mAh cm⁻²下寿命超过4,000 h,5 mA cm⁻²下平均库仑效率达99.9%。
一种钠离子基固态结构电池被嵌入 CFRP 外壳中,在近表面安装(NSM)加固钢筋混凝土结构时同时承担加固与储能功能。该电池采用具有压电、热释电和铁电特性的钠基玻璃电解质,混凝土块拉拔试验验证了其荷载传递、粘结行为与失效模式。器件兼具结构增强与储能能力,并有望通过压电响应实现结构健康监测。
一种界面预锂化骨架被用于实现均匀的 Mg 电沉积,从而提升镁金属电池的可逆性。该研究由 Jing Liu 等人完成,发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷,目标指向高可逆 Mg-metal 电池。
研究提出一种亲锌-疏水整流界面,用于提升水系锌离子电池性能。该界面设计结合亲锌与疏水特性,相关成果发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷,作者包括 Ming Sun、Mingyu Han 等。
通过 Al/F 共掺对氯氧化锆电解质进行无序工程化,用于高电压全固态锂电池。该研究发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷,作者为 Yuxin Wang、Wanqing Ren、Peng Lei、Xiang Qi、Li-Zhen Fan。
研究人员构建了锚定在 Zn 单原子位点附近的超细稀土氧化物团簇(LaOₓ-Zn-SA/CNCl),通过长程电子调控将惰性 d¹⁰ Zn 中心转化为高效氧还原位点,在碱性介质中半波电位达 0.90 V。以该催化剂为阴极的锌空气电池在 225 mA cm⁻² 下最大功率密度为 177.3 mW cm⁻²。
一种全水相“水包水”(W/W)双相电解液通过 PEG/Dex 液-液相分离构建,富 Dex 液滴(约 10 µm)悬浮于富 PEG 水相中,作为动态离子缓冲层重新分配 Zn²⁺ 并均匀化界面离子通量。Zn||Zn 电芯在 10 mA cm⁻²、10 mAh cm⁻² 下稳定循环 1100 h,Ah 级 Zn||NaV₃O₈ 软包电池可长期运行。该工作表明界面静电而非溶剂化学可调控 Zn²⁺ 传输。
一种利用低熔点金属盐前驱体的合成策略,将固相反应动力学从颗粒间扩散转变为分子级均匀混合,使 O3 型层状氧化物正极的循环容量保持率提升 25.65%。热分析与动力学计算显示,金属盐体系 NFM-A 的反应活化能显著降低,残余应力低且分布均匀;传统氧化物路线 NFM-O 则出现应力集中、层间滑移与颗粒开裂。结合原位 XRD 与有限元模拟,研究揭示初始应力分布对电化学循环中结构完整性的关键作用。
通过在 Na4Fe3(PO4)2P2O7(NFPP)中引入 Ni2+ 取代,构建了从晶格到界面的体相-界面耦合框架,增强 Fe─O d-p 杂化并促进中程有序,进而重排界面偶极、削弱 Na-ClO4 缔合。
氧氧化还原正极在首圈等过程中电压滞后超过1 V,长期制约锂/钠离子电池能量效率与实用化。研究提出准平带框架:费米能级附近的氧2p态对扰动本征敏感,脱锂时的轻微晶格畸变或室温热振动即可放大能带色散并诱发滞后。未来材料设计应稳定对称性以维持准平带特征,并通过轨道杂化增强其抗扰动能力。
《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。
一种利用功能添加剂分步还原机制构建的准固态电解质,在钠金属负极上原位形成刚性内层/柔性外层梯度SEI。该结构促进脱溶剂化与Na⁺传输,引导均匀钠沉积,使Na || 磷酸钒钠全电池在20 C下循环5500次,25 C下1000次循环后容量保持率达97.5%。
针对O3型NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2(NFM111)正极在2–4.3 V高深度充电循环下快速容量衰减的问题,研究发现切换至2–4.0 V中等深度循环可稳定已形成的损伤区域,抑制其快速扩展并阻止对周围完好区域的持续侵蚀。经2–4.3 V循环衰减后的电芯切换电压后,容量保持率可恢复至与仅在2–4.0 V下循环的电芯相当的水平。
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。
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。
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。
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。
研究人员采用超快微波辅助法合成原子级分散的碘掺杂石墨烯,通过调控电荷分布增强对锂多硫化物的锚定与转化能力。该材料以碘掺杂石墨烯为载体,旨在解决锂硫电池中多硫化物穿梭效应问题。成果发表于 Journal of Power Sources 第 698 卷。
通过 Nb 掺杂在 Na₄Fe₃(PO₄)₂P₂O₇ 中引入晶格膨胀与支柱效应,实现高倍率、超稳定的钠存储性能。该研究由 Xianhao Zeng 等人完成,发表于 Journal of Power Sources 第 698 卷。
研究人员在 Journal of Power Sources 发表成果,采用金属纳米线架构电极实现无枝晶锂金属电池。该电极设计旨在抑制锂枝晶生长,相关研究由 Qiuyue Wang、Dongdong Li、Shengchen Yang 等人完成。
Journal of Power Sources 刊发研究,探讨生物质衍生硬碳用于钠离子电池时的结构继承性。作者为 Xinran Shi、Liluo Shi、Lei Zhu 等,论文收录于该刊第 698 卷。
一种 NASICON 型 Na3Al1/3Mn2/3V1/3Ti2/3(PO4)3 正极材料被用于高性能钠离子电池,相关研究发表于 Journal of Power Sources 第 698 卷。作者为 Jinbo Ye、Canfu Zhang、Hao Cheng、Bowen Yang、Qunshen Zhou、Ting Zhu、Yongming Hu、Ping Hu。