电池学术周报 · 2026 年第 44 周 · 10.26 — 11.01
BATHOT ACAD
析锂机理与SOH估计框架双线推进
本期覆盖 2026-10-26 至 2026-11-01。析锂与老化机理是本期最集中的主线:研究以原位光学显微与相场建模解析石墨电极群体相分离与析锂动力学(6),用高速 X 射线 CT 观察含析锂圆柱电芯热失控(7),并以物理引导虚拟探针在无目标标签下估计负极电位(10);同时有工作将老化模式与阻抗增长耦合,预测析锂拐点(2)。健康管理方面,机理锚定框架实现跨数据集 SOH 估计与轨迹预测(4),物理嵌入循环脉冲网络(9)、物理引导特征协同 Transformer(23)、选择性老化表征网络(33)与 NBD-Net(22)分别提出新的估计与 RUL 预测路径。数据与工具侧,退役电芯双极脉冲扰动数据集更新至 v2(1),两串 26650 LFP 多温度数据集(3)、硫化物全固态电池 operando 多模态数据集(36)与 Renewvia 微电网运行数据集(19)相继公开,OpenEMS 发布 2026.11.0(15)。材料与器件层面,Li2FeS2 界面使全固态 Li-S 达 97.8% 硫利用率与 10000 次循环(8),含氟聚离子液体电解质支撑 515 Wh/kg 固态锂金属电池(34),无负极锂软包达 458.6 Wh/kg(32)。
析锂机理多尺度解析
本版导读本期从颗粒到电芯多尺度刻画析锂。原位光学显微结合三维微结构相场建模,捕捉石墨电极中由缓慢界面反应驱动的群体与单颗粒相模式转变,并识别出与界面欧姆电阻相关、出现在表面饱和之前的新析锂机制(6)。高速 X 射线 CT 用于含析锂圆柱电芯的热失控机理研究(7),物理引导虚拟探针则以无目标标签的仿真到现实迁移估计负极电位这一析锂风险关键量(10)。另有工作将非侵入估计的老化模式与电极级阻抗增长耦合,把实测阻抗增长分解为活性材料损失与副反应两部分,发现副反应阻抗增长与 LLI 强线性相关,Pearson 系数均超过 0.98(2)。
原位光学显微与微结构建模揭示石墨电极群体相分离及析锂动力学
研究结合原位光学显微与三维微结构相场建模,解析石墨电极中相分离与析锂的相互作用,显微观测捕捉到由缓慢界面反应驱动的颗粒群体及单颗粒尺度相模式转变。模拟识别出一种与界面欧姆电阻相关的新析锂机制,出现在表面饱和之前。基于此评估颗粒粒径分布设计与热激活对锂成核、生长和浓度梯度的抑制作用,为安全快充协议提供物理依据。
耦合老化模式与阻抗增长的锂离子电池析锂拐点预测
作者提出将非侵入估计的老化模式(LLI、正负极活性材料损失)与电极级阻抗增长耦合的机理模型,把实测阻抗增长分解为活性材料损失与副反应两部分,并发现副反应阻抗增长与LLI呈强线性相关(Pearson 系数均超过 0.98)。
物理引导虚拟探针实现无目标标签仿真到现实的负极电位估计
Shu Xiong 等人提出一种物理引导的虚拟探针方法,通过无目标标签的仿真到现实迁移来估计负极电位。该方法面向负极电位这一析锂风险关键量,相关成果发表于 Energy Storage Materials 第 92 卷。
研究利用高速 X 射线 CT 揭示析锂圆柱电芯热失控机理
Kirchner-Burles 等人利用高速 X 射线计算机断层扫描研究含析锂的圆柱锂离子电芯热失控机理,成果发表于 Journal of Power Sources 第 699 卷,来源标注出版日期为 2027 年 1 月 30 日。当前材料仅提供题录与作者信息,未给出具体实验条件与结论。
SOH估计与寿命预测框架
本版导读机理锚定框架在 LFP/石墨电芯中识别 3.3–3.4 V 充电窗口为老化敏感特征,结合条件感知软混合专家、跨数据集持续学习与自适应无迹卡尔曼滤波,将逐点 SOH 估计转为可在线更新的老化轨迹(4)。方法层面出现多条并行路线:物理嵌入循环脉冲神经网络把极化动态写入网络结构(9),物理引导特征协同 Transformer(23),选择性老化表征网络以突破刚性序列建模兼顾效率与鲁棒性(33),NBD-Net 用非平稳桥接退化网络做下一循环容量预测(22)。此外有描述符框架覆盖多种化学体系实现机理感知寿命预测(25),以及不确定性感知半监督学习用真实电动车随机短充电数据诊断电池包老化(16)。
机理锚定的锂电池健康管理框架实现跨数据集 SOH 估计与轨迹预测
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。
物理嵌入循环脉冲神经网络融合极化动态用于电池SOH估计
Journal of Energy Storage 第183卷B部分刊出研究,提出一种物理嵌入的循环脉冲神经网络,将极化动态融入网络结构用于电池健康状态(SOH)估计。作者为 Yi Wan、Shaoping Wang、Zhongze He、Yixuan Zhao、Di Liu,论文于2027年1月1日出版。
选择性老化表征网络提升电池老化轨迹预测效率与鲁棒性
Xuan Liu 等人提出选择性老化表征网络(Selective Degradation Representation Network),用于电池老化轨迹预测,目标是兼顾效率与鲁棒性,突破刚性序列建模的限制。该文发表于 eTransportation,2026 年 10 月 27 日上线,目前仅有摘要信息。
NBD-Net 用非平稳桥接退化网络预测锂电 RUL,留一电芯测试误差最低
作者提出 NBD-Net,通过 RevIN 逐窗口归一化、局部稳定分支与循环趋势编码器并行,并用注意力记忆 SDMC 和双向交叉注意力桥 LGBI 耦合两路,实现下一循环容量预测。
不确定性感知半监督学习实现真实电动车电池包老化诊断
Shan Li 等人提出一种不确定性感知半监督学习方法,利用真实电动汽车随机短充电数据实现电池包老化诊断,以降低对标注数据的依赖。该研究发表于 Energy 第 367 卷,作者包括 Jian Ma、Xuan Zhao、Qiao Wang、Kai Zhang、Qifan Xue。
物理引导特征协同 Transformer 用于电池 SOH 估计
Huaibin Zhang 等提出物理引导特征协同 Transformer,用于电池健康状态(SOH)估计,论文发表于 Energy 第 367 卷,2026 年 12 月 1 日出版。当前材料仅提供标题与作者信息,摘要未给出数据集、误差指标或对比基线。
从电池信号到机理感知寿命预测:跨代表性化学体系的描述符框架
Zeyuan Di 等人提出一个描述符框架,用于从电池信号实现机理感知的寿命预测,并覆盖多种代表性电池化学体系。该文发表于 Journal of Energy Chemistry 第 125 卷,来源标注出版日期为 2027 年 2 月。
开放数据与复现工具
本版导读退役锂离子电池双极脉冲扰动数据集发布 v2,配合双极对称脉冲扰动检测容量损失的研究,含原始测试数据与特征提取、诊断分析、建模的处理数据(1)。Reggio Calabria 在 Zenodo 公开两串 26650 LFP 电芯在 0、12、25、38、50 °C 下的电学与热测量数据(3);PSI 等发布硫化物全固态电池 NCM811|Li6PS5Cl|Li 电芯的 XCT、XRD 与压力 operando 多模态数据集(36)。Renewvia 公开肯尼亚与尼日利亚 24 个社区微电网的高频多域运行数据,含约 4.71 亿条 15 分钟智能电表观测(19)。复现侧有 SOH 代理特征与基线审计代码包(5)、分层加权保形预测的预注册协议与八步复现链(17),OpenEMS 2026.11.0 新增三款墙盒支持并迁移动态电价与 Energy Scheduler v2(15)。
退役锂离子电池双极脉冲扰动数据集发布 v2 版本
该数据集配合双极对称脉冲扰动检测电池容量损失的研究论文发布,包含退役锂离子电池测试原始数据及特征提取、诊断分析和建模所用的处理数据。
两串26650 LFP电芯在五个环境温度下的脉冲充放电与静置数据集
University of Reggio Calabria 在 Zenodo 发布两串 26650 LFP 电芯(标称容量 2.3 Ah,无均衡)在 0、12、25、38、50 °C 五个环境温度下的电学与热测量数据。
硫化物全固态电池 operando X 射线成像与衍射数据集发布
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。
Renewvia 发布肯尼亚与尼日利亚24个社区太阳能微电网高频多域运行数据集
Renewvia Solar Africa 在 Zenodo 发布肯尼亚与尼日利亚24个社区太阳能微电网的多源运行数据集,含11,942个用户接入记录、约4.71亿条15分钟分辨率智能电表观测、客户支付与财务交易、历史电价,以及约289万条描述发电、电池储能等系统运行状态的远程监测观测。
SOH 估计代理特征与基线审计的代码和结果发布
Çukurova 大学作者在 Zenodo 发布 v1.0.0 代码与结果包,对应投稿 Journal of Energy Storage 的论文,内容涵盖 MIT/Severson 代理特征阶梯、K=8 与 K=50 的等预算模型对比、PINN4SOH 审计、50 篇文献筛选以及 NASA/CALCE 代理实验。
分层加权保形预测用于电池SOH监测的分析代码与预注册协议发布
独立研究者发布论文配套分析工件,包含完整分析流程代码、每次正式运行前写定的预注册设计与门控标准、同种子逐位一致重跑日志,以及重建的124电芯队列表与派生数字账本。原始公开数据集不再分发,提供带sha256校验的抓取脚本和八步复现链,随机种子固定,每张图由日志确定性生成并在渲染前对照34个锚点值校验。
OpenEMS 发布 2026.11.0 版本,新增三款墙盒支持并迁移动态电价与 Energy Scheduler v2
OpenEMS 发布 2026.11.0,新增 Ambibox ambiCHARGE Home、Voltie AC 和 Mennekes Professional 三款墙盒的充电点支持,并加入充电点集群分组概览。
电解液与界面设计突破
本版导读界面工程在多个体系取得进展。Li2FeS2 与 Li2S 形成稳固表面结合界面,把孤立三相接触扩展为连续反应界面并降低氧化还原活化能垒,实现全固态 Li-S 电池 97.8% 硫利用率与 10000 次循环(8)。含氟聚离子液体电解质以阳离子侧链锚定 FSI⁻ 形成富阴离子通道,30 °C 下电导率 0.38 mS/cm、迁移数 0.77,支撑 515 Wh/kg 固态锂金属电池(34)。双面功能化隔膜将 Li2C2O4 分解从 Li–O 断裂重定向至优先 C─C 键断裂,实现 458.6 Wh/kg 无负极锂软包(32)。电解液侧,DMTFA/FEC 双盐体系支撑 NCM91 在 4.6 V 下 1800 次循环(21),局部竞争配位电解液使富镍正极锂金属电池 4.6 V 下 430 次循环保持 87.5% 容量(24)。
Li2FeS2 表面结合界面实现全固态 Li-S 电池 97.8% 硫利用率与 10000 次循环
研究提出在 Li2S 表面构建离子-电子汇聚界面,以自旋不对称产生的有效磁矩作为界面亲和性筛选判据,识别出与 Li2S 形成稳固表面结合界面的 Li2FeS2,将孤立三相接触扩展为连续反应界面并降低 Li2S 氧化还原活化能垒。
含氟聚离子液体电解质实现515 Wh kg−1固态锂金属电池
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%。
双面功能化隔膜调控牺牲预锂化键断裂路径,实现 458.6 Wh/kg 无负极锂软包
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。
DMTFA/FEC双盐电解液解耦极性与配位,支撑NCM91电芯4.6 V下1800次循环
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%。
局部竞争配位电解液让富镍正极锂金属电池在4.6 V下循环430次保持87.5%容量
研究提出一种由腈类主溶剂、双硼酸盐、醚类共溶剂与稀释剂组成的局部竞争配位电解液,通过溶剂间的离子配位竞争促使阴离子优先分解,形成富无机物的SEI并抑制副反应。
热失控与安全诊断
本版导读四阶段热失控建模框架扩展至不同尺寸的富镍层状氧化物圆柱与软包电芯,仅用 ARC 表面温度数据即可建模,引入自由断点分段回归、正则化 Arrhenius 参数提取与阶段相关质量损失函数(30)。快速原位中子成像用于观察全固态锂电池热失控过程(37);退役车用电池在压痕载荷下的失效机制由同步辐射 X 射线 CT 与多物理场建模联合揭示(39)。预警侧,机械触发锂离子电芯热失控早期预警研究发布代码与派生数据,基于 ORNL–Sandia 公开压痕数据集(11)。另有研究指出电网频率中每分钟精确复现的扰动源自电池式 UPS 时钟同步自检的全球同时动作(14)。
四阶段热失控模型扩展至不同格式、尺寸与化学体系电芯
作者将四阶段热失控建模框架扩展至不同尺寸的镍-rich 层状氧化物正极圆柱与软包电芯,仅用 ARC 表面温度数据即可建模。方法引入三项改动:用自由断点的三段分段回归客观划分温升速率曲线、正则化提取各阶段 Arrhenius 参数以剔除阶段末病态数据、采用阶段相关质量损失函数(含延迟开阀电芯的两步泄压形式),并为严重与冷却阶段设置格式相关的非绝热边界条件。
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。
同步辐射X射线CT与多物理场建模揭示车用退役锂电池压痕失效机制
Zeyu Sun 等结合原位同步辐射 X 射线计算机断层扫描与多物理场建模,研究车用退役锂离子电池在压痕载荷下的失效机制。作者团队包括 Donal P. Finegan、Paul R. Shearing 等,成果发表于 Applied Energy 第 427 卷 Part F,来源标注出版日期为 2027 年 1 月。
机械触发锂离子电芯热失控预警研究发布代码与派生数据包
作者发布机械触发锂离子电芯热失控早期预警研究的代码与派生数据,基于公开的 ORNL–Sandia 压痕数据集(Mendeley Data,doi:10.17632/sn2kv34r4h.2)。
研究发现电池 UPS 时钟同步自检造成电网每分钟频率扰动
Nature Energy 刊发研究指出,电网频率中每分钟精确复现的扰动,源自电池式不间断电源(UPS)中由时钟同步的自检动作在全球范围内同时发生。此前这类小幅频率偏差通常被归因于负荷与发电的随机波动。