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#材料

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10月23日周五
  1. Advanced Materials20

    通过静电相互作用调控与增强 V─O 共价性解锁氟磷酸盐正极超长循环稳定性

    在 Na3(VO)2(PO4)2F 正极的悬挂 O 位点引入 Br 掺杂并伴随 Na 空位,可增强 V 3d─O 2p 轨道杂化与 V─O 共价性,同时缓解 Na+ 间静电排斥、促进 Na+ 传输。该电极在 20 C 下循环 90,000 次后仍保持 62.07 mAh g−1,100 C 下倍率容量达 85.93 mAh g−1。与硬碳配对的全电池实现高能量密度和优异循环稳定性。

  2. Advanced Materials18

    高负载正极的多尺度离子传输优化:面向水系锌离子电池的综述

    该综述提出跨微观、介观、宏观三个尺度的框架,用于理解和优化高负载水系锌离子电池(AZIBs)正极的离子传输。微观层面讨论了掺杂、空位与层间距调控对电子结构、Zn²⁺扩散和结构稳定性的影响;介观层面关注孔隙率、迂曲度与厚电极中的电荷传输;宏观层面强调电极平衡与电解液管理。文章还展望了原位表征、跨尺度建模、数据驱动材料发现与可规模化制造等方向。

  3. Advanced Materials48

    界面重构复活死钠,Ah级无负极钠电池实现3800次循环

    研究团队提出电化学界面重构策略,通过定制过放电方法选择性溶解死钠表面的钝化SEI并重建薄而均匀的富NaF界面,从而复活死钠、恢复损失容量。周期使用该方法后,Ah级无负极钠软包电芯在2C下实现3800次循环、容量保持率83.5%,较此前最佳循环性能提升343%;5 Ah软包电芯(181.1 Wh kg−1)在2500次循环后容量保持率93.7%。该方法在多种电解液和正极下均有效。

    推荐理由:该工作把死钠从抑制对象转为可回收资源,为无负极钠电池的容量恢复提供了可周期执行的过放电路径。

  4. Advanced Energy Materials26

    多功能锂有机硅酸盐 LiPBS 构建稳固界面膜,提升高压锂金属电池性能

    研究设计并合成氟化锂有机硅酸盐 LiPBS,可在正极形成刚性-柔性 CEI、在负极构建富无机物 SEI,并清除电解液中的 HF 和 H₂O。LiCoO₂(1.89 mAh cm⁻²)/Li(50 µm)扣式与软包电芯在 1C、4.5 V 下循环 250 次保持 82% 容量,而 LiPF₆ 体系仅 67 次即降至 80%,50°C 高温下性能同样维持。

10月22日周四
  1. 关键词流·SOX 与寿命预测15

    超越电池性能:硅负极工程、预锂化策略与锂离子电池循环寿命优化的定性元综合

    一项定性元综合研究整合了硅负极工程、预锂化策略与循环寿命优化三条技术路线,DOI 为 10.5281/zenodo.23538527。该研究以元综合方法梳理硅负极在锂离子电池中的工程化路径与寿命提升手段,原文未披露具体电芯型号、参数规模或 benchmark 数据。

  2. 关键词流·BMS 与电池智能算法38

    硫-三维石墨烯正极 Li-S 电池:从材料设计到 7S-2P 电池组飞行验证

    研究对比 2D 与 3D 石墨烯骨架,发现互联 3D 石墨烯对硫的限域更强、电荷转移动力学更快,面积容量更高、极化更低且循环更稳定。正极经卷对卷工艺从扣式电池放大到多层软包,容量由 300 mAh 扩至 3 Ah,电芯比能量超过 300 Wh/kg、电池组约 250 Wh/kg 并保持高倍率能力。

  3. Advanced Materials29

    高熵材料作为低温钠离子电池的设计范式

    一篇综述分析了高熵材料如何通过熵工程调控正极、负极、电解液与界面,将构型无序转化为功能无序,从而稳定单相结构、拓宽 Na+ 传输路径并抑制相分离与界面副反应。文章还汇总了可跨研究比较的定量描述符与最低报告指标,并提出将体相离子传导与溶剂化/去溶剂化及界面传输联系起来的熵–渗流统一框架。

  4. Advanced Materials18

    桥氧调控 Fe–Ni 双原子位点设计:多重稳定机制实现可充锌空气电池长效正极催化

    研究人员设计出带桥连 µ2-O 电子调制器的 FeNi–N–C 双原子催化剂,在可充锌空气电池正极中实现超过 2800 h 的稳定运行,2800 h 后仍保持初始能量效率的 80%。µ2-O 桥提升结构稳定性、降低相邻金属与 N 原子电子密度以抑制 N 位点质子化和金属溶出,并促进 O─O 断裂路径、减少 H2O2/ROS 积累。

  5. Nature Communications58

    角分辨 XPS 无损解析锂金属电池 SEI 深度分布

    研究展示角分辨 X 射线光电子能谱可在不经离子溅射损伤的前提下,揭示锂金属负极上固体电解质界面膜的深度依赖组分。作者指出理解锂表面 SEI 对提升锂金属电池寿命至关重要,该方法为界面层表征提供了无损路径。

    推荐理由:该工作用无损角分辨 XPS 解析锂金属负极 SEI 的深度组分,为界面膜结构表征提供了可迁移的方法思路。

  6. arXiv · battery(physics.app-ph)58

    连续模型追踪电极干燥中粘结剂迁移与孔隙排空全过程

    Younghwan Joo 提出一个连续模拟溶解态粘结剂场的模型,覆盖薄膜固结与孔隙排空两个阶段,用单一参数集复现了已发表的三类测量:干燥速率变化 5.6 倍时表面与界面粘结剂比值的变化、厚度增至 6 倍的薄膜表面与界面粘结剂水平、膜内浓度分布,以及中途切换干燥速率时刻对界面粘结剂的影响。

    推荐理由:该模型用单一参数集同时复现干燥速率、厚度与干燥程序三类实验,为电极干燥工艺的能耗与粘结剂分布权衡提供可迁移的仿真框架。

  7. Advanced Materials24

    固态电池硅负极的界面介导结构工程:现状与未来展望

    这篇综述系统梳理了固态电池中硅负极的界面介导结构工程策略,按硅与固态电解质的耦合方式将已有结构分为三类,并总结其设计原则、多尺度构建方法与增强机制。文章还厘清了界面相容性、电子与离子传输、应力松弛及硅与固态电解质副反应之间的协同关系,并讨论了可规模化制造工艺与可持续监测方法。最后归纳各类结构的优缺点,展望低压力运行下兼顾能量密度、功率、耐久性与可制造性的硅基电极技术方向。

  8. Advanced Materials18

    生物质DNA:先进材料的新兴构建单元

    综述提出以“生物质DNA树”框架梳理生物质DNA从宏观生物资源向功能材料的转化,涵盖3D交联水凝胶基质、可回收生物塑料、有机凝胶与纤维,以及超级电容器、电池和界面层等储能应用。文章还总结了DNA在催化、软体机器人、OLED、医用贴片、神经形态器件和光电导体等方向的进展。

  9. Advanced Energy Materials60

    多晶与单晶 NCM811 复合正极中 SOC 失配驱动颗粒间内部锂离子转移并加速表面老化

    研究以化学相同但动力学不同的多晶与单晶 NCM811 构建双峰模型体系,在电极层面系统调节颗粒间动力学失配。结果显示,非均匀反应动力学产生颗粒间 SOC 失配,形成电化学势梯度并驱动自发内部锂离子转移;该过程虽使颗粒 SOC 趋于同步,却伴随瞬态内部电流,导致更严重的表面老化,包括富有机物 CEI 生成与岩盐型表面重构。

    推荐理由:该研究用多晶与单晶 NCM811 双峰模型证明,颗粒间 SOC 失配引发的内部锂离子转移会加速表面老化,为复合正极设计提供新视角。

  10. Advanced Energy Materials18

    超薄铝空气电池借吸湿电解质实现皮肤电子器件持续运行

    研究报道了迄今最薄的铝空气电池(<270 µm),采用LiCl基吸湿水凝胶电解质,在10 mA cm⁻²下实现2479 mAh g⁻¹的高容量。电芯在1 mm弯曲半径下承受超3000次弯折,经1000次以上重复更换负极后稳定运行,工作寿命超8000 h。与有机电化学晶体管生物传感器集成后,可实现实时ECG和EMG监测,信号保真度达31.1 dB。

  11. Advanced Energy Materials58

    研究揭示 Li6PS5Cl 受潮老化机理并提出氧辅助退火再生策略

    研究利用同步辐射透射 X 射线显微、硬/软 X 射线吸收谱与高分辨 XRD 发现,argyrodite Li6PS5Cl 受潮后生成化学还原性相,这些相会从 Ni-rich NMC 正极夺取晶格氧,引发 Ni 还原、阳离子无序和向尖晶石类表面的不可逆重构。

    推荐理由:该研究揭示硫化物固态电解质受潮后生成还原性相并夺取 NMC 正极晶格氧,为干房制造中的界面失效提供机理线索。

  12. Advanced Energy Materials38

    WO2Cl2 氧氯化策略在 LixMCl6 卤化物固态电解质中引入晶格氧并提升离子电导

    研究提出以 WO2Cl2 驱动的通用氧氯化策略,将氧以 [WO2Cl4]2− 单元引入 LixMCl6(M = Zr、Y、Er、In)密堆积卤化物晶格。同步辐射 X 射线、深度分辨谱与拉曼测量确认氧的引入,第一性原理计算显示锚定氧通过丰富 Li 位点、削弱 Li–Cl 相互作用拉平 Li+ 迁移能垒,离子电导最高提升 2.7 倍。