复合水凝胶可控释放液态金属实现无枝晶锌负极
一种负载Ga-In液态金属的PVA水凝胶电解质通过可控释放液态金属,在锌负极原位构建保护界面,促进Zn沿(103)晶面沉积并溶解枝晶。使用该电解质的Zn对称电池在1 mA cm⁻²、1 mAh cm⁻²下稳定循环6000 h,Zn||NH₄⁺-V₂O₅全电池在200 mA g⁻¹下运行超1750 h,容量保持率85%。
一种负载Ga-In液态金属的PVA水凝胶电解质通过可控释放液态金属,在锌负极原位构建保护界面,促进Zn沿(103)晶面沉积并溶解枝晶。使用该电解质的Zn对称电池在1 mA cm⁻²、1 mAh cm⁻²下稳定循环6000 h,Zn||NH₄⁺-V₂O₅全电池在200 mA g⁻¹下运行超1750 h,容量保持率85%。
研究提出多选择性主导配位机制,揭示多盐高熵电解液(HEE salts)中富阴离子溶剂化环境的起源。MD 模拟与光谱表征显示,阴离子配位选择性提升使 Li+ 进入高度离域且动态可重构的溶剂化环境,诱导形成无机含量达 49.2% 的薄而均匀 SEI。混合五盐电解液使 250 mAh 软包电芯 200 次循环后容量保持率达 97.18%。
基于硬软酸碱原理引入 Br⁻ 重构 Te⁴⁺ 配位环境,形成稳定的 TeBr₄ 以抑制电压衰减,同时深度充电原位生成 Br₃⁻ 为 Te 转化开辟化学氧化旁路。该 Zn-Te 电池在 0.5 A g⁻¹ 下容量达 837 mAh g⁻¹,5 A g⁻¹ 下为 483 mAh g⁻¹,其中超过一半容量由高压平台稳定贡献。少量聚乙烯吡咯烷酮的加入通过吸附作用进一步提升了容量保持率。
一种氢键干预策略可抑制MnO₂中有害的质子共嵌入,并有效抑制第二次放电平台的衰减。该策略调控质子嵌入动力学,保持MnO₂的2×2隧道结构完整,同时缓解副反应与锌枝晶生长。在2.62 mAh cm⁻²面容量、N/P比2.2、30 µL mAh⁻¹贫电解液条件下,Zn-MnO₂软包电芯实现167 Wh kg⁻¹比能量,并在−10°C下具有一年循环寿命。
痕量透明质酸锌(HA-Zn)添加剂可在锌负极上协同构建贫水双电层与富晶界 SEI,其中 ZnS 和 Zn₃N₂ 构成的晶界实现超快 Zn²⁺ 传导(能垒 0.32 eV,tZn²⁺ = 0.74)。
研究人员设计出一种基于高熵聚合物的无孔高熵隔膜(HES),首次从隔膜角度实现锂金属电池在 −70°C 至 150°C 的长期运行。HES 具有优异的电解液浸润性和热稳定性,其内部丰富离子传输通道可均匀加速离子传输,并促进形成稳定的无机/B 富集 SEI 与 CEI,抑制锂枝晶和副反应。
研究者通过低浓度 1,3-二甲基-2-咪唑啉酮添加剂设计温度响应型双电层,在锌负极原位构建自适应 SEI:低温至室温下添加剂优先分解形成有机-无机杂化 SEI,高温下阴离子分解生成富无机 SEI。
一种反应衍生纳米晶-非晶 Li2S 正极配合可变形 Na 集流体,使无负极全固态 Li–S 电池在 4 MPa 低堆叠压力下实现稳定循环。Li2S-PI3 8% 全电池在 0.5 C、4 MPa 下 200 次循环后容量保持率约 100%,0.2 C 下 400 次循环后为 89.71%;即使在 1 MPa 下,300 次循环后仍保持 70.54% 容量。
研究建立时间尺度解耦极化框架,定量区分静态锌卤电池中的欧姆、活化与浓差极化,发现浓差极化在高碘负载下占主导。据此设计的Fe@PG正极宿主在14.1 mg cm⁻²碘负载下,于70.5 mA cm⁻²(5 A g⁻¹)实现0.43 V低极化损耗,较对照降低29.5%,能量/功率密度达214.1 Wh kg⁻¹/1761.4 W kg⁻¹,3000次循环后容量保持82.0%。
研究者基于氧功能化碳纳米管纤维(OCNTF)开发出纤维状锌电极,利用其与锌的低晶格失配及相邻纳米管间的谷区效应诱导均匀锌成核生长,抑制枝晶形成。通过定制的连续电镀系统,实现了米级纤维状锌金属电池(M-FZBs)的规模化制备,能量密度达 151.0 µWh tex⁻¹,并展现出优异的耐腐蚀性与结构稳定性。
一篇综述系统梳理了熵调控策略在钠离子电池(SIBs)和钾离子电池(PIBs)正极、负极及电解质工程中的机理与应用。中高熵设计凭借高构型熵实现晶体结构热力学稳定并抑制相变,同时诱导缓慢扩散以延缓元素迁移和副反应,还能在电极-电解质界面构建稳定界面膜,提升离子传输效率与化学稳定性。
一篇综述讨论了纤维素基材料在锌电池中的离子传输、界面化学与结构稳定性整合机制。富含羟基和羧基的结构可调控离子与水环境,多孔网络支撑传输、界面接触与机械完整性,应用于界面、电解液、隔膜和电极可促进反应更均匀、延长循环并提升可持续性。
Hyung-Kyu Lim、Hyeon Su Jeong、Jinwoo Lee、Nam Dong Kim 等人在 Advanced Energy Materials 报道了一种无枝晶锌纤维负极的连续制备路线。氧功能化碳纳米管纤维表面的纳米级凹谷可引导锌均匀成核,并逐步合并为光滑共形的金属镀层。所得米级纤维可制成柔性、可打结的锌电池,适用于可穿戴自供能系统。
Advanced Energy Materials 第16卷第37期于2026年10月7日出版。该期内容未提供具体研究论文信息,仅包含期刊卷期目录信息。
Computers & Chemical Engineering 第216卷将刊出 Marcus Pereira、Eric Dixon、P. Kerr Wall、Xun Tang 与 Jose A. Romagnoli 的论文,提出一种拓扑感知的图-时序代理架构,用于多元过程建模。
Yuheng Du 等人提出一种带不确定性量化的半监督贝叶斯学习方法,用于标签数据有限条件下的锂电池健康状态(SOH)可靠估计。该方法面向标注样本稀缺场景,通过半监督学习利用未标注数据,并给出预测的不确定性量化。研究发表于 Computers & Chemical Engineering 第 216 卷。
推荐理由:针对标签数据稀缺场景,提出半监督贝叶斯学习并给出 SOH 估计的不确定性量化,可迁移到其他小样本回归任务。
研究者提出 Panoramic Partial Least Squares(Π-PLS),一种具有配对潜方向的透明简约多元回归模型,作者为 Vishal Agrawal、Fritjof Nilsson 和 Stefan B. Lindström。该研究发表于 Computers & Chemical Engineering 第 216 卷。
研究针对供应链中断场景,提出集成化学-能源社区的韧性移动时域动态优化方法。作者为 Thiago Oliveira Cabral 与 Davood B. Pourkargar,成果发表于 Computers & Chemical Engineering 第 216 卷,2027 年 1 月出版。
研究提出一种利用垂直 NAND 闪存实现的混合近似-精确神经网络。该方案将近似计算与精确计算结合,借助垂直 NAND 闪存的存储特性支撑神经网络运算。相关成果发表于 Nano Energy,作者包括 Sung-Ho Park、Ryun-Han Koo、Yeongheon Yang、Jiseong Im、Jonghyun Ko 与 Jong-Ho Lee。
研究采用机器学习辅助设计葫芦脲修饰的热敏高效吸附剂,用于盐湖卤水提锂。相关成果发表于 Chemical Engineering Science 第339卷 Part B,作者包括 Yujie Hu、Xin Zhang、Zhengfeng Xie 等。
针对 HMMC 群体平衡方程,Ville Alopaeus 与 Mahdi Mousavi 提出一种自适应网格策略,相关论文发表于 Chemical Engineering Science 第 339 卷 Part B。
研究通过噻吩官能化与原位生成金属铜的协同策略改性卟啉正极,用于高能量、长循环镁电池。该工作发表于 Nano Energy 第 159 卷 Part B,作者包括 Caihong Sun、Yu Li、Xi Peng 等。
水热预处理被用于制备具有扩大层间距和丰富闭孔的无序硬碳,以实现高性能钠存储。该研究由 Jingwen Huang 等人完成,发表于 Chemical Engineering Science 第 339 卷 Part B。
研究提出相关性增强自组织区间二型模糊神经网络(Correlation-Enhanced Self-Organizing interval Type-2 fuzzy neural network)用于软测量建模。
一种耦合声共振辅助球磨与微流控的方法实现了中空 HNS 微球的连续制备,其关键在于原位保留研磨介质。相关研究由 Guoqiang He 等人完成,发表于 Chemical Engineering Science 第 339 卷 Part B。
研究提出电子空间化策略,在醚基钠金属电池中诱导形成富硼界面相,以提升高能钠金属电池性能。该工作由 Hengguang Li 等人完成,发表于 Nano Energy 第 159 卷 Part B。
研究通过共蒸发制备成分可控的 LiF–Li 混合人工中间层,用于提升全固态锂金属电池的高电流耐受能力。该工作由 Mee-Ree Kim 等人完成,发表于 Nano Energy 第 159 卷 Part B。
韩国科学技术院(KAIST)Bumjoon J. Kim 团队在 Nano Energy 发表研究,通过调控弹性体保护层的交联网络结构提升锂金属电池运行稳定性。该工作由 Seung Ho Kwon、Hyeonjae Jo、Dong Gi Hong、Seung Woo Lee、Jinseok Park 等人共同完成,发表于 Nano Energy 第 159 卷 Part B。
一种压离子水凝胶在 200% 拉伸下实现对应变不敏感的静态与动态压力传感。该研究由 Prisca Putri Elesta、Epsita Kar 和 Jinhwan Yoon 完成,发表于 Nano Energy 第 159 卷 Part B。
研究将电子重构的 WSe₂/MoSe₂ 异质界面嵌入 3D 多孔 rGO 微球,用于锂离子与钠离子存储。该结构依托异质界面的电子重构与多孔微球设计,旨在提升储锂和储钠的耐久性。成果发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷。
针对车载混合储能系统在负载未知条件下的电压恢复与功率分配问题,研究提出一种固定时间复合跟踪控制方法。该方法面向锂电池与超级电容构成的混合储能拓扑,在负载信息不可测的情况下实现母线电压恢复与功率分配。成果发表于 Energy 第 365 卷。
Chemical Engineering Journal 刊发研究,提出三糖添加剂的空间解耦-功能集成介导屏蔽效应,用于高可逆水系锌离子电池。作者为 Xiaoyun Geng、Han Zhang、Jianxin Wang 等,论文发表于该刊第 549 卷。
氧化石墨烯纳米界面使离子导电弹性体具备光热自修复能力,可用于可穿戴传感与水下通信。该研究由 Haoyu Yang 等人完成,发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷,出版日期为 2026 年 12 月 1 日。
研究提出受限蔗糖热解策略,将生物质前驱体的变异性与硬碳结构解耦,用于制备高性能硬碳负极。该工作由 Jiebin Wang 等人完成,发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷。
发表在 Chemical Engineering Journal 的研究探讨了钠离子电容器中多孔碳正极的老化与 CEI 形成机制,作者包括 Ademola Adeniji、Adrian Beda、Philippe Fioux、Krzysztof Fic 和 Camélia Matei Ghimbeu。
发表于 Energy 第 365 卷的研究分析了采矿与林业非道路移动机械的脱化石燃料选项,作者包括 Tansu Galimova、Christian Breyer 等。
研究提出一种由可持续材料衍生的功能性 Zn 保护层,用于稳定水系锌金属电池中的锌电化学。该工作发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷,作者为 Peng Xue、Yingying Hu、Yuan Zhao、Cheng Chu、Jingxuan Zhang、Ziyang Xu、Yutong Zhang、Yang Huang。
一项发表于 Energy 的研究从 Well-to-Wheel 视角对传统与现代乘用车进行了对比环境评估,作者为 M.H. Nahani、M. Dahmardeh 和 G.R. Molaeimanesh,论文收录于 Energy 第 365 卷,出版日期为 2026 年 11 月 15 日。
钠离子电池中动力学不可及的钠恢复会驱动电芯平衡动态演化,进而引发耦合界面老化。该研究由 Juhwi Park 等人完成,发表于 eTransportation 第 30 卷,揭示了钠损失与界面衰减之间的耦合机制。
研究提出一种 AI 加速的混合反应-非反应分子动力学模拟方法,用于聚合物交联过程。该方法结合反应与非反应分子动力学,相关成果发表于 Chemical Engineering Journal 第 549 卷,作者为 Jia-ao Hou、Xingyu Zhao、Danyang Zhao、Xing Quan Wang、Lik-ho Tam、Cheuk Lun Chow 和 Denvid Lau。