定向纳米晶界面耦合 Li+ 嵌入与界面溶剂化化学实现石墨快充
Energy Storage Materials 刊发研究,通过定向纳米晶界面耦合 Li+ 嵌入与界面溶剂化化学,实现石墨快充。作者为 Yong Qian、Yang Du、Yujian Tang、Chuanpei Sun、Yanfeng Zheng、Jie Shi、Chunli Guo、Ning Lin,发表于 Volume 91。
Energy Storage Materials 刊发研究,通过定向纳米晶界面耦合 Li+ 嵌入与界面溶剂化化学,实现石墨快充。作者为 Yong Qian、Yang Du、Yujian Tang、Chuanpei Sun、Yanfeng Zheng、Jie Shi、Chunli Guo、Ning Lin,发表于 Volume 91。
发表于 Journal of Energy Chemistry 的研究通过相有序调控与界面稳定策略,提升了 PVDF 基固态锂金属电池性能。作者为 Wantao Meng、Yaojiang Yu、Jing Fan 等,成果将刊于该刊第 123 卷。
一项发表于 eTransportation 的研究利用 GPS 行驶数据对重型物流车队的纯电动卡车进行能耗仿真,并生成充电负荷曲线以评估其可行性。研究由 Anna Paper、Georg Balke、Philip Rosborough 等人完成,聚焦实际车队运营场景下的电动化适配。
eTransportation 第 29 卷刊发 Konrad Katzschke、Tamás Kurczveil 与 Andreas Rausch 的研究,指出代表性电池负载曲线不能仅靠电功率刻画,需引入动态建模。
研究基于真实工况数据建立锂离子电池包整车级内阻衰减模型,并分析影响内阻衰减的关键参数。作者为 Dongmin Kim、Yoon Koo Lee 与 Kitae Jang,成果发表于 eTransportation 第 29 卷。
针对无钴富锂锰基正极,研究通过高温锂化调控相结构来抑制电压衰减与循环老化。该工作由 Qingjun Zhu、Baowen Cui 等完成,发表于 Journal of Energy Chemistry 第 123 卷。
卤代苯被用于调控电解液溶剂化结构,促进形成阴离子衍生界面并抑制溶剂共嵌入,从而改善锂离子电池低温性能。该研究由 Hao Zhu、Lizhi Sheng 等人完成,发表于 Journal of Energy Chemistry 第 124 卷。
Journal of Energy Chemistry 刊发综述,聚焦原位聚合聚醚电解质在高压锂金属电池中的失效机制与分子稳定策略。作者 Youwei Wang、Xin Zhang、Yupeng Feng 等系统梳理了该类电解质的失效机理,并提出分子层面的稳定化方案。
选择性 Nb 掺杂在 Na0.85Mn0.58Ni0.29Zn0.04Li0.08Nb0.01O2 层状正极中实现体相与表面协同调控,将 P2 相比例从 25% 提升至 54%,并形成 Nb─O 表面保护层抑制过渡金属溶解。该正极在 4.3 V 高压下实现 600 次稳定循环,Ah 级软包电芯能量密度达 154 Wh kg−1,产气显著降低,并通过针刺测试无温升、无热失控。
一种通过 PEG 三乙氧基硅烷化并与 LAP 纳米片硅烷偶联两步反应制备的纳米交联凝胶聚合物电解质,LAP 桥接将孤立聚合物链连成 3D 网络并调控 Li+ 溶剂化,使溶剂化鞘层富含阴离子、形成 LiF 丰富的界面膜。
通过调控电解液与合金负极的界面反应活性,高载量铋负极在钠离子电池中实现250次循环约99%容量保持率,而高活性电解液下10次循环内容量即衰减至约20%。低活性醚基电解液使铋形成微米级晶粒与薄SEI的多孔电极结构,高活性酯基电解液则驱动粉化为厚SEI包覆的细纳米颗粒并致电极致密化。该机制在钠离子电池Sn负极上得到进一步验证。
研究通过Al-6Mg-0.4Mn-0.2Zr-0.2Sc和Al-6Mg-0.4Mn-0.3Zr-0.08Y两种合金并经热处理制备铝电池负极,用磷酸选择性蚀刻富镁岛获得多孔表面。在0.05和0.1 mA/cm²电流密度下循环稳定,含Sc和Y负极的初始电荷转移电阻较99.99%铝箔分别降低88%和77%,循环后稳定更快。
《Journal of Energy Chemistry》第 124 卷刊发综述,系统梳理基于 NCM 正极的锂离子电池失效机制,覆盖从材料失效到工况影响两个层面。作者为 Tao Zhang、Kaihang Wang、Wenhao Gong 等,文章将材料层面的失效路径与运行工况对电池老化的作用联系起来。
研究提出功能基团导向策略,在 Cu 电极上原位构建有机-无机杂化 SEI,含氟硫添加剂的该界面杨氏模量达 54.7 GPa 并加速 Cu²⁺ 传输。Cu||Cu 电池在 5 mA cm⁻² 下循环超 2000 h,Cu–MnO₂ 全电池稳定运行超 2200 次循环,软包电池也表现出优异尺寸稳定性。
马萨诸塞州 2026 年重新校准 Clean Peak Standard,下调最低标准并扩大合格储能的 Near-Term Resource Multiplier。
一种基于 Zn(ClO₄)₂、乙二醇、1,5-戊二醇和 H₂O 的水合共晶高熵电解液,通过偶极相互作用协同调控焓熵,在零度以下仍维持缓冲的 Zn²⁺ 传输并诱导 Zn(002) 织构沉积。
一份面向道路车辆牵引电池管理系统(BMS)的技术信息报告,明确阐述 SOH 的计算方法,并围绕四个关键领域展开:SOH 基本定义、SOH 计算方法、影响 SOH 的因素以及 SOH 报告。
面向牵引机车与牵引变电所,研究者开发了基于双 Kalman 滤波的电池数字孪生,通过联合滤波 Thevenin 等效电路模型参数与 SOC,从电流、电压、温度测量值估计剩余容量与 RUL。验证采用 15 个电芯串联的锂离子电池实验数据,SOC 与电压估计的 MAPE 分别低于 1.5% 和 0.5%。该方法建议用于"数字机车"与"数字变电所"项目中的技术状态监测与诊断系统。
该研究关注大型 LFP 电池在多约束运行工况下的老化致压力特征,并据此开展 SOH 估计。原文仅提供标题,未给出电芯数量、测试协议、压力测量方式与估计精度等具体信息。
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。
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。
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。
针对 10 MW 光伏电站配锂离子电池与液流电池各 2.5 MW/5 MWh 的混合储能系统,研究提出基于 Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件解析验证的功率分配控制器,在计入各储能技术功率相关效率曲线的前提下最小化系统损耗。该方法计算效率高,MATLAB/Simulink 仿真验证了主要贡献,OPAL-RT 实时实现证明了其用于实时应用的可行性。
一种化学-机械自适应 MXene–Si–Ag 双种子杂化界面层被用于稳定硫化物全固态电池的锂金属负极界面,其中 Si 提供固定锚定与离子通路,Ag 随锂通量动态再分布调控成核。
受植物表皮吸收养分启发,研究者构建了梯度仿生多层自组装 SEI:外层疏水层营造贫水界面抑制析氢并促进 Zn²⁺ 去溶剂化,中间交联层稳定 SEI 并捕获 SO₄²⁻,最内吸附层引导 Zn 沿 (002) 晶面均匀沉积。
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。
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。
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%。
该研究提出对电化学-热-老化模型进行一致参数化,以关联锂离子电池的日历老化与循环老化。原文仅提供标题,未给出摘要、方法细节或实验数据。
该论文提出 Representation-to-Decision(R2D)端到端模仿学习框架,通过模块化 Temporal Feature Extractors(TFEs)与共享隐表示,将异构多时间尺度时序输入直接映射为电池控制决策,无需显式的负荷与光伏预测步骤,控制最优性由老化感知的 MILP 专家经行为克隆锚定。
推荐理由:该工作把电池能量管理从先预测后优化改为直接从多时间尺度时序决策,并在五个工业站点上与六种控制器对比,可供做控制策略选型时参考。
针对配备BESS的EV快充站,该研究提出一种多阶段电池老化建模方法并嵌入自适应日前调度框架,以刻画全寿命老化过程。案例显示,多阶段模型较单阶段模型平均降低约2.1%的运行成本;划分阶段数增加时模型误差下降并趋于稳定,成本降幅随之增大并饱和。
研究基于 PyPSA 构建容量扩展框架,评估加勒比 SIDS 数据中心与可再生能源共址,纳入表后储能、70%/30% 刚性/柔性负载划分及多母线拓扑。牙买加最优方案配置 405 MW 光伏、278 MW 风电、800 MWh 电网级 BESS 与 84 MWh 表后 BESS,可再生能源渗透率达 42.5%;特立尼达以天然气为锚,不新建可再生能源。
Faraday Institution 电池创新计划创新奖授予牛津大学与 Bboxx 的长期合作项目,该项目针对非洲离网能源系统中电池老化与过早失效的难题。电池是太阳能家庭能源系统中最昂贵且最易故障的部件,直接影响可靠性。全球目前有 6.85 亿人无法获得电力,Bboxx 的 bPower50 是该合作的工作对象之一。
TREDD 是一种可解释的老化检测方法,将老化判定为相对早期参考状态的持续性趋势偏离,融合滚动窗口平滑、基线估计、方向相关老化指数、长期趋势提取与持续漂移检测。该方法在 NASA 锂离子电池老化数据集上以放电循环容量为老化相关状态变量进行验证,能识别清晰的老化轨迹,并对微弱、渐变或非典型趋势降低置信度。
电池老化与“80% 规则”的真实含义得到解释:该规则通常以容量衰减至初始值 80% 作为电池寿命终点(EOL)的参考判据。内容围绕电池为何随使用与时间推移而衰减展开,并说明这一阈值在实际使用中的意义。
研究发现,对锗(Ge)负极进行微量金属掺杂可延长其循环寿命,其中大原子尺寸元素 Yb 效果最显著,在不牺牲初始容量的前提下将负极寿命提升约三倍。结构分析表明,该改进源于 Ge 负极的力学软化,抑制了嵌锂引起的开裂与分层;纳米压痕显示掺杂原子尺寸与薄膜硬度呈强负相关。不过 Yb 掺杂会降低高倍率性能,研究据此提出从抑制体积变化转向力学柔顺的电极设计新思路。
作者建立物理模型描述硅碳复合负极锂电池在多种循环协议和存储条件下的衰减,并区分 SEI 生长等基础机制与颗粒开裂、裂纹处 SEI 生长、活性材料损失等硅相关机制。研究还考察了不同 check-up 频率对观测到的存储衰减的影响,以及含硅负极电池衰减加剧的原因,并将衰减与工况关联以支持后续使用与设计优化。
推荐理由:模型把 SEI 生长与颗粒开裂、裂纹处 SEI 生长、活性材料损失分开处理,可用于理解硅碳负极电池的存储与循环衰减来源。
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。
欧洲15家实验室与设施联合开展大规模多模态电池表征项目,对石墨/LiNiO2 锂离子全电芯进行多站点协同实验,生成75个拼接数据集并在所有合作方间共享。集成分析表明,科学结论关键取决于描述电极特性所选的可观测量和所采用的测量技术。研究提出二维“可观测量-技术”模式,以像素编码对特定科学问题的“是/否/不确定”答案,作为多属性元视图对材料行为和技术适用性进行分类。
一项全耦合质量传输、变形、相场与疲劳损伤的多物理场模型被开发用于研究硅颗粒在单次嵌锂-脱锂循环中的开裂行为及多次循环中的疲劳损伤。结果表明,充电倍率、颗粒直径和预存缺口长度的增加均导致更大的开裂速率和更快的颗粒断裂,更长预存缺口和更高充电倍率会缩短颗粒循环寿命。在颗粒中引入纳米孔可减少膨胀、耗散全局拉应力并延长裂纹扩展路径。