海洋占地球水资源总量的97%，地表面积的70%以上。随着化石燃料等不可再生能源的持续消耗与可再生能源的快速发展，人们对海洋资源的利用越来越重视。海洋能包括潮汐能、波浪能、温差能和盐差能等。其中盐差能是海水和淡水相互作用产生的能量，是以化学能形式存在的海洋能，这种能量较多产生在河口处。目前，压力延迟渗透技术、反电渗析技术和电容混合技术是转换盐差能的三种主要技术。本文构建了一种基于电容混合技术的新型盐差电池，使用二硫化钼和多壁碳纳米管复合物电极作为阳极，活性炭作为阴极。将两种不同离子储存机制的材料复合在一起，二硫化钼具有类似石墨烯的层状结构，层间间距约为石墨烯的两倍，是一种可以与钠离子发生插层反应的电池电极材料。多壁碳纳米管具有典型的双电层效应，放电时在其表面吸附钠离子的同时，可以帮助钠离子更快地进入二硫化钼层间，加快离子传输效率和盐差能的转换效率。对该复合材料进行物理和电化学表征，并与活性炭电极组装的盐差电池，测试其盐差能转换能力。浓度响应电压150 mV，经过一个完整的四步循环后，转换能量密度可达6.96 J·g^-1。该器件原材料价格较低，并且不使用离子膜，更加环保，为转换盐差能的研究提供了一种新途径。

近年来，高电压LiCoO₂（LCO）正极的研发成为学术界和工业界广泛关注的焦点。研究表明，解决表面问题是提升高电压LCO性能的最有效途径。本综述系统回顾了高电压LCO所面临的问题，包括相变和裂纹的生成、与氧氧化还原相关的问题以及副反应，以及表面结构的退化。接着，我们深入阐述了表面调制，以及表面调制与电解质调制之间的相互作用。最后，我们展望了更先进的LCO正极的发展前景，包括低成本高质量的制造，设计适用于极端条件（如高温、高速充电、低温等）的LCO正极，并实现约220 mAh·g^-1的稳定容量释放。我们期望这项工作能为未来推动高电压LCO的发展和应用提供参考。

发展原位电化学光谱方法对深入研究电化学反应机理，并最终提高电池性能有着重要价值。建立在这一认识之上，能够应用于电池体系的原位光谱电化学表征技术被认为是表征电池电极材料性能的有效方法。但是受限于电池严格密封的不透明外壳和当前商用电池体系严格隔绝水氧的客观要求，开发更贴近真实电池工作条件的原位光谱电化学表征技术仍有较大需求。基于此，本文设计了一种基于传统纽扣电池架构的原位电化学池，该装置通过特殊设计实现了在尽可能模拟电池工作环境的前提下拥有透明的上盖，从而使发生电化学反应的同时进行光学检测成为可能。利用这一电化学池，本文以锂离子电池中常用的正极材料LiFePO₄(LFP)、NCM811和LiCoO₂(LCO)为例，对其电化学反应过程中的漫反射光谱进行了采集和分析。相关数据定量地揭示了不同种类电极材料在一般反射光路架构下对不同波长可见光的响应关系，并能够直接用于对单色光检测场景下的波长优化提供指导和依据。更进一步，本文还对不同材料在充放电过程中的光谱特征进行了定量分析，揭示了其光谱特征同材料内在能级状态间的相关性。综上，本文提出了一种基于漫反射光谱的原位光谱电化学表征方法，作为对光谱电化学应用于电池体系的有效补充，本方法能够为评估电极材料性能提供一种全新且简单直接的途径，并最终助力电池性能的提升。

在水系锌离子电池中，锌枝晶、析氢，以及不稳定的锌界面使其表现出低的库仑效率和较差的循环性能。本文选用富含羟基的山梨醇作为电解质添加剂，用于重塑锌的溶剂化结构和调整锌阳极界面化学，有效抑制了水的分解以及锌枝晶的产生。一方面山梨醇与水分子强相互作用可以形成氢键网络，改变Zn²⁺离子与水分子之间的溶剂化壳层，减少结合水的比例，降低游离水活性；另一方面山梨醇和Zn阳极界面之间的吸附调节了Zn阳极表面结构，减少其与水分子的接触，获得热力学稳定、高度可逆的Zn电化学沉积/溶解。结果表明，含有山梨醇添加剂的Zn/Zn对称电池在1 mA·cm^-2和1 mAh·cm^-2的条件下实现了长达2000小时的循环寿命，在5 mA·cm^-2和5 mAh·cm^-2条件下也能超过250小时的循环寿命。添加山梨醇的Zn/Cu不对称电池获得了99.6%的库仑效率，比纯2 mol·L^-1 ZnSO₄电解质具有更高性能。Zn/PNDA全电池可在1 A·g^-1电流密度下稳定放电超过2300次，并且保持了较好的电池容量。本论文通过向传统电解质中添加安全无毒的山梨醇，提升了对锌阳极界面的保护作用以及循环性能，改善了锌的可逆沉积/溶解电化学性能，为高性能水系锌离子电池的探索提供了新思路。

锂离子电池排放气体的燃爆特性是决定锂离子电池火灾危险性的关键因素，因此探究锂离子电池排放气体的燃爆危害性可以为储能电站和新能源汽车燃爆事故救援与防护提供指导，从而促进锂离子电池的应用与发展。建立在这一认识之上，结合前人关于锂离子电池产气的研究，本文开展了不同SOC的18650磷酸铁锂电池热失控排放气体的燃爆风险研究。通过“消元”的方法计算含有二氧化碳惰性气体影响的混合气体爆炸极限，利用Chemkin-Pro软件对电池排放气体/空气的层流火焰速度与绝热火焰温度进行数值模拟，并对体系内的自由基浓度与主要基元反应敏感系数进行分析，综合评估电池排放气体燃爆危害性。研究发现100% SOC电池排放气体的爆炸下限最低，反应体系中具有抑制作用的基元反应敏感系数较低且自由基浓度更高，因此具有最大的层流火焰速度与绝热火焰温度。电池排放气体燃爆危害随SOC增加而增加，直至100% SOC时燃爆风险最大且危害性最高，然而随着电池过充电相关危害性却有不同程度下降。本文为锂离子电池排放气体燃烧机理分析提供了可行的方法，揭示了SOC对电池排放气体燃爆危害性的影响，对锂离子电池储存与运输安全、储能电站安全防护及相关灭火剂的选择提供了参考。

镁（Mg）在地壳中的储量丰富且理论体积容量高，这使得其在储能领域备受关注，特别是在固态电池中，它极具发展潜力，可作为锂（Li）的替代品。然而，镁离子在固态电解质（SSE）中传导缓慢，这是阻碍镁离子固态电池发展的关键挑战之一。近年来，各种传导镁离子的SSE被广泛报道，但很难从单一的文献报告中得出关键的信息。此外，进一步阐明镁离子SSE的结构与性能关系是有必要的，这将为SSE提供更精确的设计指南。在这篇文章中，我们基于数据挖掘分析了过去四十年报道的具有高离子电导率的镁基SSE的结构特征，总结了三个优化镁离子固态电解质的策略。基于实验和理论计算技术的发展，讨论了现阶段开发镁固态电解质的机遇和挑战，论述了实验、理论计算和机器学习在开发新型高性能镁离子SSE过程中的协作过程。我们为优化和开发下一代镁离子固态电解质提供了大数据见解。

可充电锂氧（Li-O₂）电池因其高能量密度而受到广泛关注。然而，缓慢的阴极动力学导致较高过电压和较差的循环性能。为了克服这一问题，不同种类的阴极催化剂已经开始被探索。其中，钌基电催化剂已被证明是促进析氧反应（OER）的极具前景的阴极催化剂。由于钌基催化剂与超氧根阴离子（O₂^-）中间体之间存在强相互作用，因此可以通过调节Li₂O₂的形态来促进过氧化锂（Li₂O₂）的分解。本文介绍了钌基电催化剂的设计策略，以提高其在锂氧电池中的OER催化动力学。不同结构的钌基催化剂已经被总结，包括金属颗粒（钌金属和合金）、单原子催化剂和不同底物（碳材料、金属氧化物/硫化物）负载钌的化合物，以调节钌基电催化剂的电子结构和基体结构。这些钌基电催化剂调节了对LiO₂的吸附，提高了OER活性，抑制了副产物的形成，从而提升了Li-O₂电池的可逆性和循环稳定性。然而，Li-O₂电池仍然面临着许多挑战。其中之一是锂金属阳极的问题，锂的不稳定性和安全性一直是Li-O₂电池研究的一个关键问题。此外，电解质的选择和阴极材料的优化也是当前研究的重点之一。为了提高Li-O₂电池的性能，还需要对添加剂（即氧化还原介质）进行更深入的研究，以提高电池的循环寿命和能量密度。这些挑战的克服将需要跨学科的合作和持续的研究努力，以推动Li-O₂电池的进一步发展。

本文基于电化学-热-力（ETM）耦合模型，对快速充电下锂离子电池（LIB）的老化特性进行了数值研究。首先，通过COMSOL Multiphysics建立并求解了ETM耦合模型。随后，对电池进行了长循环测试，以探索LIB的老化特性。具体而言，从SEI的非均匀分布、SEI生长、热稳定性和应力特性等方面分析了充放电倍率和循环次数的增加对电池老化的影响。结果表明，充放电倍率和循环的增加导致SEI不均匀程度的增加，以及因SEI生成所造成的电池容量损失也随之增加。同时充放电倍率和循环数的增加也分别导致电池的发热量增加和散热率降低，从而使得电极材料热稳定性下降。此外，随着循环的进行，正极材料的von Mises应力高于负极材料，正极材料表现为拉伸变形，负极材料表现为压缩变形，正极的有效锂离子浓度低于负极的有效锂离子浓度，证明了电池正极材料在长循环下所发生的拉伸型断裂主导了容量损失过程。上述研究有助于研究人员进一步探索锂离子电池在快速充电条件下的老化行为，并采取相应的预防措施。

使用陶瓷电解质的全固态锂离子电池（LIBs）被认为是理想的可充电电池形式，因为它们具有高能量密度和安全性。然而，在追求全固态LIBs的过程中，锂资源层面的问题往往被选择性的忽视了。最具实用化潜力的富锂陶瓷电解质会使得全固态LIBs的锂消耗量是常规LIBs的数倍至数十倍。考虑到以当前的锂资源条件很难支撑全固态锂离子电池的可持续发展，另一种同样能够提供高能量密度和安全性双重优势的系统——全固态钠离子电池（SIBs），相比于锂离子电池具有更显著的可持续性优势，并有可能成为下一代高能量密度电池发展竞赛中的有力竞争者。然而，目前关于全固态钠离子电池的研究依然处于十分初步的阶段，本文简要介绍了全固态SIBs的研究现状，并通过对聚合物类材料，钠超离子导体（NASICON）类材料等固态钠离子导体的总结讨论，解释了全固态SIBs的可行性与潜在优势的来源。此外，本文还简要讨论了通过人工智能辅助开发固态钠离子导体的可行性，旨在激发研究人员的兴趣并吸引更多人关注到全固态SIBs这一领域中。

水系超级电容器具有快速充放电特性，已经成为一种重要的电化学储能器件。然而，它们的应用受到了较窄电压窗口的制约。尽管近年来盐包水（WIS）电解质的设计已显著克服了这一应用缺陷，但工作电压窗口高达2.5 V的WIS体系仍然非常稀缺。为了丰富超级电容器所用高压水系电解质的类型，本文基于三氟甲烷磺酸四甲基铵盐（TMAOTf）的电化学惰性，报道了一种由TMAOTf、双三氟甲基磺酸亚酰胺锂（LiTFSI）、水（H₂O）和乙腈（ACN）组成的TMAOTf基杂化电解质，鉴于ACN对自由水的配位效应、Li⁺的溶剂化效应以及TFSI^-的化学惰性，TMAOTf基杂化电解质展现出优良的非燃特性，且其电化学稳定窗口（3.35 V）远比目前所报道经典WIS电解质的要宽。进一步将这种杂化电解质与商业活性炭电极（YP-50F）所匹配，所构筑的水系超级电容器能够输出宽的工作电压窗口（2.5 V）、高的倍率性能（10A·g^-1下的容量保持率为80%）、长的循环寿命（45,000次循环）和优异的低温性能（-20 ^oC下循环2000次的容量保留率为99.99%），克服了水系超级电容器电压窗口与循环寿命的冲突。因此，这种TMAOTf基复合水系电解质的设计不仅丰富了具有长循环寿命和高工作电压窗口水系超级电容器的类型，也证明了电解质杂化策略对构筑高性能储能器件的有效性，为碳中和目标的实现蓄势赋能。

能源需求的持续增长和环境污染的加剧构成了亟待解决的主要挑战。开发和利用风能和太阳能等可再生、可持续的清洁能源至关重要。然而，这些间歇性能源的不稳定性使得对储能系统的需求日益迫切。水系锌离子电池（AZIBs）因其独特优势，如高能量密度、成本效益、环保性和安全性，受到广泛关注。然而，AZIBs面临着重大挑战，主要是锌枝晶的形成严重影响了电池的稳定性和寿命，导致电池失效。因此，减少锌枝晶的形成对于提高 AZIBs 的性能至关重要。本综述系统而全面地梳理了当前抑制锌枝晶形成的策略和进展。通过综合分析锌阳极、电解质、隔膜设计和改性以及其他新机制的最新发展，为研究人员提供一个透彻的理解，以指导未来的研究，推动水性锌离子电池技术的发展。

由于锂硫电池高理论能量密度（2600 Wh·kg^-1）和比容量（1675 mAh·g^-1），被认为是集成可再生能源系统用于大规模能量存储的潜在解决方案之一。但由于“穿梭效应”、容量衰减和体积变化等障碍阻碍了锂硫电池的成功商业化。现阶段已提出各种策略以克服技术障碍，本文综述了不同金属氮化物作为高性能锂硫电池阴极宿主材料的应用，总结了不同宿主材料的设计策略，讨论了金属氮化物性质与其电化学性能之间的关系，最后，提出了对金属氮化物设计和发展的合理建议，以及促进未来突破的想法。我们希望本文能够引起更多关于金属氮化物及其衍生物的关注，并进一步促进锂硫电池的电化学性能。

镍酸锂（Li₂NiO₂）作为一种正极补锂剂，用于补偿锂离子损失，以提高锂离子电池的循环寿命。然而，Li₂NiO₂补锂剂存在成本高、脱锂动力学较差的问题。本文研究了基于高温固相法合成的低成本铜（Cu）取代型Li₂Ni_1-xCu_xO₂（x = 0, 0.2, 0.3, 0.5, 0.7）补锂剂对石墨/磷酸铁锂电池结构、形貌和电化学性能的影响。晶体结构精修结果表明，Cu取代策略有利于消除NiO_x杂质相，弱化Li-O键。理论计算结果显示Cu取代可提高补锂剂电子电导率。同时，电化学分析证实Cu取代有利于降低脱锂电位，提高脱锂容量。其中，最优比例的Li₂Ni_0.7Cu_0.3O₂具有437 mAh·g^-1的高脱锂容量，较Li₂NiO₂提升约8%。此外，设计了容量为3000 mAh的石墨/磷酸铁锂软包电池，采用2 wt% Li₂Ni_0.7Cu_0.3O₂补锂剂，其1000次循环的可逆容量、能量密度和循环寿命显著提高；其首圈放电容量提升6.2 mAh·g^-1，0.5 P循环1000圈容量保持率提升约5%。对循环后的电池进行拆解分析后发现Li₂Ni_0.7Cu_0.3O₂添加剂可以减少固体电解质界面（SEI）的分解、改善脱嵌锂的均一性，从而提高石墨负极与电解液之间的界面稳定性，抑制析锂。综上，与Li₂NiO₂相比，Li₂Ni_0.7Cu_0.3O₂具有成本低、脱锂电压低和预锂化容量高的优点，是极具前景的下一代锂离子电池正极补锂剂材料。

与锂离子电池硅负极材料相比，氧化亚硅（SiO_x）因其高比容量(1965 mAh·g⁻¹)和适中的体积膨胀（160%）等优点而受到广泛关注。将二氧化硅（SiO₂）还原制备成SiO_x，并同时保持SiO₂原有的纳米形貌，可以减弱硅负极材料的体积膨胀，是发展高性能负极材料的有效策略。本文选择以介孔SiO₂棒为原料，通过一步高温退火法，将二氧化锡（SnO₂）颗粒嵌入碳涂层，制备了介孔SiO_x-SnO₂@C棒复合材料。将其作为锂离子电池负极材料，具有以下结构优点：SnO₂颗粒弥散分布于棒的体相中，增加了体积能量密度；包覆的碳层能有限维持SiO_x在嵌脱锂过程中的结构稳定性；介孔通道有利于提高锂离子扩散速率并缓冲体积膨胀。利用这些结构特性，在0.1 A·g⁻¹电流密度下，其重量和体积比容量分别高达1271 mAh·g^-1和1573 mAh·cm^-3，且历经200个循环后，容量保持率为95%。

在先进工业化与城市化的加速发展的背景下，环境恶化的速度不断加快，不可再生能源资源也日益枯竭。因此，开发潜在的清洁能源存储技术显得尤为迫切。电化学储能技术目前已广泛应用于多个领域，其中超级电容器和可充电电池作为关键组成部分，发挥着重要作用。这些技术不仅是存储可再生能源的核心要素，还对推动可持续发展具有重要意义。近年来，二维材料MXene凭借其卓越的电学性能、较大的比表面积以及可调控特性，在能源领域及其他多个应用场景中展现出巨大的发展潜力。基于MXene的层状结构，研究人员通过对费米能级处的表面终端进行调整，成功实现了储能与能量转换的双重功能。值得关注的是，与其他二维材料相比，MXene在表面拥有更多的活性位点，这使其表现出优异的催化性能。反观其他二维材料，其催化活性仅体现在边缘位点。本文全面且系统地概述了基于MXene的聚合物材料的合成工艺、结构特征、改性手段，以及它们在电化学储能领域的具体应用。此外，文章还简要探讨了MXene聚合物材料在电磁屏蔽技术和传感器领域的潜在应用价值，并对未来的研究方向进行了展望，以期为相关领域的进一步发展提供参考。

目前，新能源技术高速发展，储能系统广泛应用，锂离子电池在其中占据着主导地位，因此通过热管理技术保障其使用性能、安全性并延长使用寿命也至关重要。本文首先综述了锂电池热失控的诱因，并根据近年来相关文献对比了常用的三种锂电池热管理技术，即空气冷却、液体冷却和相变材料冷却。空气冷却技术因其结构简单、成本较低而被广泛研究，但控温效果较差。液体冷却技术通过液体介质的循环来带走热量，具有较好的冷却效果，但系统相对复杂。相变材料（PCM）冷却技术利用相变材料的高潜热来吸收和释放热量，能有效降低电池的峰值温度并提高温度均匀性，但导热系数低和液体泄漏是其主要问题。综上所述，锂电池热管理技术正朝着更高效、更安全和成本效益更高的方向发展。耦合冷却系统，如结合液体冷却和相变材料冷却的方法，显示出巨大的潜力。未来的研究将继续探索新的材料和技术，以满足社会和市场对锂电池性能和安全性的日益增长的需求。

钠碘（Na-I）电池作为一种潜在的可替代锂离子电池的储能装置，展现出良好的发展前景。然而，其实际应用受到导电性差、热稳定性不足以及多碘化物溶解与穿梭效应的限制。在本研究中，我们报道了一种通过碳化商用三聚氰胺海绵制备碳海绵（MC）的新方法。所制备的MC具有独特的自生长碳纳米管结构，能够为多碘化物提供物理和化学吸附，从而有效改善Na-I2电池的电化学性能。实验结果表明，NaI/MC电极大幅降低了电化学阻抗，并减少了多碘化物的溶解效应。NaI/MC正极在200次循环测试中平均放电容量为92.75 mAh·g^-1，同时库仑效率稳定维持在94%。本研究成果展示了在储能钠离子电池领域潜在的应用前景。

为获得更高性能的电化学储能材料，兼具独特结构与优异特性的金属氧化物/氧化石墨烯复合材料体系受到广泛关注。本研究通过调控氧化石墨烯的引入量，构建金属有机框架与氧化石墨烯的复合结构，并基于一步煅烧法成功制备了氮掺杂碳骨架支撑金属氧化物与氧化石墨烯的复合体系。电化学性能测试结果表明，当氧化石墨烯引入量为7 wt%时，复合材料的比电容可达642 F·g^-1（1 A·g^-1），5000次循环后容量保持率达93%，其优异的储锂性能源于氧化石墨烯对金属氧化物纳米颗粒的导电网络优化与结构稳定作用。该研究为高稳定性金属氧化物/碳基复合电极材料的理性设计提供了新思路。

开发适用于海水电解质的高性能氧还原反应（ORR）电催化剂是实现海水锌空气电池（SZABs）发展的关键。本文提出了一种在双金属单原子催化剂中构建局域电场耦合氯离子固定策略，所制备催化剂在海水电解质中表现出优异的ORR性能，其半波电位（E_1/2）高达0.868 V，组装的SZABs最大功率密度（P_max）达182 mW·cm⁻²，显著优于商用Pt/C催化剂（E_1/2: 0.846 V；P_max: 150 mW·cm⁻²）。原位表征和理论计算结果表明，铁位点比钴位点具有更强的氯离子吸附亲和力，能够在ORR过程中优先吸附海水中的氯离子，并通过同离子排斥效应构筑低氯离子浓度的局域微环境，从而抑制氯离子对钴活性中心的吸附和腐蚀，实现优异的催化稳定性。此外，铁-钴原子对之间的定向电荷迁移形成局域电场，优化了钴位点对含氧中间体的吸附能，进一步提升ORR催化活性。

锌-碘（Zn-I₂）电池因其高能量密度和环境友好性而备受关注，成为一种可持续的储能解决方案。本综述系统总结了Zn-I₂电池在三个关键领域的最新研究进展：正极材料工程、锌负极稳定性调控和电解液设计。在正极方面，通过将碘锚定于导电基体上，可有效抑制多碘阴离子的穿梭效应，并加速I^-/I₂的氧化还原反应动力学。借助先进的原位表征技术，实现了对多碘中间体（I₃^-/I₅^-）的实时监测，深入揭示了电解质与电极间的相互作用，并为功能性添加剂的设计提供了理论依据，有效抑制了穿梭效应。在锌负极方面，近年来的创新手段如界面保护层的构建、三维导电骨架的引入及针对性的电解液添加剂的开发，在抑制锌枝晶生长和副反应方面取得了显著成效，从而提升了循环稳定性和库仑效率。然而，要在实际应用条件下实现长期可逆性和结构完整性仍面临诸多挑战。未来的研究应聚焦于协同电解液体系的构建和集成化电极结构的设计，以在化学稳定性、离子传输能力与机械强度之间实现协同优化，推动下一代Zn-I₂电池技术的应用。特别是，开发具有协同增效作用的多功能电解质添加剂，以及构建兼顾力学强度与离子传输动力学的复合电极结构，将在提升Zn-I₂电池性能和深化储能机理理解方面发挥关键作用。

固态锂电池因其优异的安全性能而成为大规模储能领域的研究热点。与锂金属阳极匹配的高压正极材料的发展使固态锂电池的能量密度接近甚至超过了基于液体电解液的锂电池。然而，在高电压条件下（> 4.3 V），固态电解质组分分解、结构退化和界面副反应会显著降低高压固态电池性能，阻碍其进一步发展。本文综述了高压固态锂电池中无机电解质、聚合物电解质和复合电解质的最新研究进展。同时，详细介绍了高压凝胶固体电解质和高压准固体电解质的设计。此外，界面工程对于提高高压固态电池的整体性能至关重要。最后，我们总结了高压固态锂电池面临的挑战，并对未来的研究方向提出了自己的看法，以期对未来的研究具有指导意义，推动高压固态锂电池的发展。

双离子电池通常使用碳基材料作为电极，具有工作电压高、潜在成本低、环境友好等优点。与二次电池传统的“摇椅式”工作机制不同，双离子电池具有独特的工作机制，在电化学反应过程中，阳离子和阴离子分别在负极和正极参与容量贡献。在高工作电压下（> 4.8 V），阴离子嵌入石墨正极具有优异的反应动力学。然而，Li⁺在负极侧往往扩散速率较为缓慢，导致正极和负极之间的动力学失配，严重制约了双离子电池的发展。本文通过微观结构调控策略制备了毛竹衍生碳电极材料，该策略通过选择合适的碳化温度可有效地调控其丰富的短程有序石墨微畴和无序非晶区，并具有独特的分级纳米孔结构。其纳米孔的孔径分布主要集中在0.5-5 nm，可为Li⁺提供合适的快速传输通道，优化后的毛竹衍生碳电极材料（碳化温度500 ℃）在300 mA·g^-1电流密度下达到了436 mAh·g^-1的高可逆容量和优异的倍率性能（在3 A·g^-1时保持了231 mAh·g^-1的高容量）。组装的双碳PEC-500||石墨全电池在10 C倍率下具有114 mAh·g^-1的容量，循环3000圈后具有96%的容量保持率，同时，全电池在50 C倍率测试中仍能够保持74 mAh·g^-1的容量，表现出优异的倍率性能。

锂离子电池作为储能行业的新宠，发展迅速。如何匹配光伏协同使用，做到光储同寿是行业的关注焦点之一。为匹配光伏使用寿命，储能电池的循环寿命需要与光伏持平。基于以上需求，本研究针对电池循环寿命提升进行了研究，开发了一种吡啶功能性添加剂。该添加剂优先于碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯在负极表面发生还原反应，促使负极界面形成富含氮、氟等元素的固体电解质界面膜，此界面膜能够有效抑制电解液在石墨负极表面的副反应，降低循环过程中活性锂损失，因此，吡啶的加入可以显著提升石墨||磷酸铁锂（Gr||LFP）软包电池的循环性能。同时在100%荷电状态电池高温存储的测试中，含有吡啶的电池容量衰减也有所减缓。另外，对吡啶的用量进行了评估，结果表明，使用含0.5wt% 吡啶电解液的Gr.||LFP软包电池综合性能最优。

随着锂离子电池（LIBs）在便携式电子产品、电动汽车和电网储能领域的广泛应用，因可燃液态有机电解质所引起的电池安全问题受到越来越多的关注。固态锂电池（SSLBs）凭借其高安全性和高的能量密度潜力，被视为下一代储能技术的重要方向。然而，固态电解质（SSEs）的实际应用仍面临诸多挑战，包括离子电导率低、与电极界面相容性差、机械性能不理想，以及规模化制备困难等。如何获得满足应用需求的高性能锂离子固态电解质呢?为回答这一科学问题，本文系统梳理了近年来SSEs的研究进展，涵盖无机类（氧化物、硫化物、卤化物）、有机类（聚合物、塑性晶体、聚离子液体）以及新兴的软固态电解质（S³Es）类。分析表明，单组分（无机、有机）固态电解质存在固有局限性，且仅通过成分和结构调整难以完全克服。相比之下，软固态电解质，特别是基于“刚-柔协同”复合策略和借助多孔框架实现“Li⁺去溶剂化”机制的S³Es体系，能够通过整合互补组分的优势，在电化学性能（如离子电导率与电化学稳定窗口）、力学性能及可加工性方面实现协同提升，展现出作为下一代SSEs的巨大潜力。此外，本文还进一步探讨了S³Es面向实际应用所面临的关键挑战及新兴研究趋势，旨在为高性能SSEs的未来发展提供战略性见解。

为落实国家科技发展规划总体部署，在十四五的收官之年，由国家自然科学基金委员会化学科学部主办的电化学“十五五”发展规划战略研讨会于2025年8月29日在厦门成功举办。本次战略研讨会汇聚国内电化学领域的顶尖智慧，为我国电化学学科在“十五五”期间的高质量发展进行布局谋篇，对服务国家重大战略需求、提升我国电化学研究的国际竞争力具有重要意义。本文将聚焦这次战略研讨会对我国未来五年（2026-2030）电化学学科发展提出的战略需求及优先领域，由来自界面电催化、储能界面电化学、生物电化学、氢能电化学、电化学微/纳制造、电化学工况表征、电-热耦合催化、理论与计算电化学发展战略、电化学合成等9个研究方向40多位国内电化学领域领军专家，系统梳理了我国电化学基础研究与应用基础研究的发展现状，深入剖析电化学学科发展面临的核心问题与关键挑战，并结合国家重大战略需求提出未来5-10年电化学学科的前沿领域和发展趋势，进一步推动学术界形成更清晰的共识。本文所凝练的电化学学科“十五五”发展规划战略及优先领域建议，将为推动电化学学科高质量发展、支撑科技强国建设提供重要参考。

锂金属负极的理论容量高达3860 mAh·g^-1，被视为开发下一代高能量密度电池的核心基础。然而，其实际应用受到多项关键挑战的阻碍，包括枝晶形成、不稳定的固体电解质界面（SEI）、与电解质的副反应，以及由此引发的安全风险。本综述系统探讨了液态和固态电池体系中锂的成核、生长与脱嵌机制，深入分析了理解枝晶生长成因至关重要的关键理论概念，如异相成核热力学、表面扩散动力学、空间电荷效应及 SEI 诱导成核。此外，综述还讨论了导致 SEI 降解和死锂形成的电化学-力学耦合失效问题。针对液态电池体系，综述提出了抑制枝晶形成与SEI不稳定性的策略，包括电解质优化、人工SEI设计及电极骨架设计。在固态电池方面，综述对聚合物、硫化物和卤化物电解质相关的界面挑战进行了细致分析，并针对不同类型的固态电解质总结了相应的解决方案。同时，综述强调了先进表征技术与计算模拟在理解和调控锂金属-电解质界面过程中的重要性。展望未来，综述指出了未来的研究方向：需重视跨学科方法的整合，以应对这些相互关联的挑战。通过解决这些问题，锂金属电池的快速商业化与广泛应用之路将更加清晰，使我们更接近实现稳定、高能量密度的电池，从而满足各行业现代储能应用日益增长的需求。