快速原位中子成像揭示全固态锂电池热失控过程
Paul Naillou 等人利用快速原位中子成像技术观察全固态锂电池的热失控过程,相关成果发表于 eTransportation,可在线获取。
推荐理由:该工作用快速原位中子成像直接观察全固态锂电池热失控过程,为理解其安全失效机制提供了新的观测手段。
与衰减和建模相关的材料研究:LFP 与LMFP、钠电、固态、正负极与电解液。
Paul Naillou 等人利用快速原位中子成像技术观察全固态锂电池的热失控过程,相关成果发表于 eTransportation,可在线获取。
推荐理由:该工作用快速原位中子成像直接观察全固态锂电池热失控过程,为理解其安全失效机制提供了新的观测手段。
该材料是论文《Early prediction of lithium-ion battery degradation with a generative pre-trained transformer》的补充信息文件,正文未抓取到,仅标题可用,具体方法、数据集与结果均无法确认。
Shu 等人提出一种物理信息学习框架,利用电芯膨胀行为结合 Autoformer 估计锂离子电池 SOH,论文发表于 Journal of Energy Storage 第 183 卷 Part B。材料仅提供题录与作者信息,摘要未给出数据集、电芯体系与误差指标。
推荐理由:该工作把电芯膨胀行为与 Autoformer 结合进物理信息框架做 SOH 估计,为不依赖电学特征的估计路线提供了可迁移思路。
Haoyu Sun 等人提出一种数据驱动的多任务学习框架,用于同时预测锂离子电池的剩余使用寿命(RUL)与容量衰减拐点。该工作发表于 Computers & Chemical Engineering 第 217 卷,摘要未给出数据集、电芯体系与误差指标等细节。
推荐理由:该框架把RUL与拐点预测放在同一多任务模型中,为关注寿命末期非线性衰减的读者提供了一种联合建模思路。
Paul Scherrer Institute 等机构在 Zenodo 发布硫化物全固态电池的多模态 operando 数据集,覆盖 NCM811|Li6PS5Cl|Li 电芯在实际循环条件下的 XCT、XRD 与压力监测数据。
推荐理由:该数据集把 operando XCT、XRD 与压力监测的原始与处理后数据一并公开,便于复现硫化物固态电池的力化学失效路径。
研究用 X 射线光电子能谱表征四类半固态电芯的新鲜正极,并按 IEC 62660-2:2018 与 IEC 62660-3:2022 分别开展外部短路(ESC)和过充测试。
推荐理由:研究用 XPS 与 IEC 标准短路、过充测试对比四类半固态电芯,给出 dV/dt 作为电压失效前兆的判据。
研究提出位阻-电子调控策略,用2,2,2-三氟-N,N-二甲基乙酰胺(DMTFA)与FEC及双锂盐构建阴离子主导的伪弱溶剂化电解液,在保持强极性的同时削弱Li+配位。该电解液电化学稳定窗口超过5.0 V并具本征阻燃性,NCM91纽扣电池在1 C、4.8 V截止下100次循环容量保持率超过90.0%。约1.6 Ah软包电芯在4.6 V下1800次循环后容量保持84.97%。
推荐理由:该工作用位阻与吸电子效应解耦溶剂极性与Li+配位,为高电压电解液设计提供了一条可迁移的分子调控思路。
研究提出 Li─O 化学键合界面原型,用聚己内酯链段羰基与锂金属的强相互作用替代物理接触界面,使锂金属电池摆脱对外部堆叠压力的依赖。该界面粘附能达 22.44 J m⁻²、搭接剪切强度 0.31 MPa,Li⁺ 迁移数为 0.70,双电层电容提升 120% 至 0.20 µF cm⁻²;Li||Cu 半电池库仑效率 99.78%。
推荐理由:该工作用 Li─O 化学键合界面替代物理接触,使锂金属软包电池在 −0.1 MPa 近真空条件下仍保持 90.12% 容量,为高海拔航天场景提供去压力依赖思路。
研究以粗大丘状铜(HLCu)与纳米晶铜(nmCu)为模型界面,发现前者触发局域成核选择性生长(LS),生成疏松不均、副反应严重的锂沉积;后者诱导分布成核竞争合并(DCC),形成致密连续且动力学稳定的锂层。
推荐理由:该研究用多手段表征揭示铜集流体微观结构如何决定无负极锂金属电池的两种锂沉积模式,为界面结构设计提供依据。
研究提出一种机理锚定的可泛化健康管理框架,在 LFP/石墨电芯中识别出 3.3–3.4 V 充电窗口作为老化敏感特征,并与增量容量指纹关联。框架结合条件感知软混合专家模型、跨数据集持续学习和自适应无迹卡尔曼滤波,将逐点 SOH 估计转化为可在线更新的老化轨迹,在多应力老化条件下实现稳健 SOH 估计和 100–300 步前向轨迹预测。
推荐理由:该框架把 3.3–3.4 V 充电特征与混合专家模型、UKF 轨迹更新串联,为跨数据集 SOH 估计提供可迁移思路。
研究团队通过热压两层 Li5.3PS4.3ClBr0.7(LPSClBr)膜与嵌入 LATP@KH 纳米颗粒的 PVDF-HFP 静电纺支架,制得 30 µm 三明治结构硫化物固态电解质膜,离子电导率 2.75 mS cm−1、临界电流密度 1.0 mA cm−2。
推荐理由:该工作用热压叠层制备 30 µm 硫化物电解质膜,并以 Ti4+/Ti3+ 氧化还原原位消耗穿透锂枝晶,为超薄膜机械强化提供可迁移思路。
研究将聚离子液体片段引入含氟丙烯酸酯骨架,构建离子配体辅助传输框架,使FSI⁻被阳离子侧链锚定并形成富阴离子的连续通道。优化后的电解质在30°C下离子电导率为0.38 mS cm−1、Li+迁移数为0.77,氧化稳定窗口扩展至4.94 V;Li||Cu电池稳定循环超过400次,平均库仑效率为99.1%。
推荐理由:该工作通过将聚离子液体引入含氟骨架来锚定FSI⁻,为解耦电导率与聚合物链段松弛提供了一条可迁移的电解质设计思路。
研究考察商用 LFP 电芯在低至 −20 °C 的 OCV 迟滞温度依赖性,迟滞随温度下降呈指数增长,−20 °C 时超过室温值的十倍。
推荐理由:原文量化了 LFP 电芯 OCV 迟滞随温度下降的指数增长与 0 °C 附近的活化能转折,为低温 SOC 估计误差来源提供依据。
加州大学圣地亚哥分校等团队在 Zenodo 发布弱配位阴离子与溶剂电解液研究的数据、处理脚本、仿真输入和力场参数,用于复现投稿 Science 论文的全部图表。
推荐理由:该归档公开了弱配位阴离子与溶剂电解液研究的原始数据、处理脚本和力场参数,可复现论文各图。
Patrice Perrenot 等人在 Energy Storage Materials 发表研究,采用原位中子射线照相监测固态电池内部的锂化梯度。材料仅提供标题与作者信息,未给出具体实验条件与结果数据。
徐晓东、欧阳明高等人在 Chemical Engineering Journal 第 549 卷发表研究,考察中高频双向能量交互对 LFP/石墨电池耐久性的影响,结果显示该交互方式可提升电池耐久性。材料仅提供摘要级信息,具体测试协议与量化结果未披露。
推荐理由:文章关注中高频双向能量交互对 LFP/石墨电池耐久性的影响,为双向充放电工况下的寿命评估提供实验依据。
研究提出以 LiNO3 为双功能添加剂的高体积分数碳酸亚乙烯酯基热响应电解液 HVCE-N,用于锂金属电池。
推荐理由:该工作用 LiNO3 双功能添加剂同时调控溶剂化结构与聚合度,为热响应电解液兼顾快充与热安全提供了一条可迁移的设计思路。
研究提出催化剂诱导的键断裂重定向策略,通过双面功能化隔膜实现高效牺牲预锂化。正极侧 5 µm MoC1-x/NC-0.3Co 涂层将 Li2C2O4 分解从高势垒 Li–O 断裂转向优先 C─C 键断裂。
推荐理由:该工作用双面功能化隔膜把牺牲预锂化的键断裂路径从 Li–O 转向 C─C,并给出 1.0 Ah 无负极软包的具体能量密度与循环数据。
Manthiram 团队通过反复折叠与辊压对商用锂金属进行机械重构,把粗糙且富碳酸盐的表面和混合织构替换为细化氧化物钝化表面与强 Li(200) 择优织构。高程度重构使 Li | LPSCl 界面同步退缩与推进,抑制剥离时的空洞和镀锂时的枝晶生长。
推荐理由:该工作用折叠与辊压对商用锂金属做机械重构,为硫化物全固态电池的锂负极稳定提供了一条不依赖合金化或人工界面的材料级路径。
该研究以可在20至100℃工作的LFP/石墨18650电芯为对象,开展Arrhenius参数提取与寿命建模,属于其老化机理研究系列的第2部分。材料仅提供标题,摘要依据标题信息整理。