综述：基于材料设计的制造方法与预测性寿命建模：用于锂离子电池的耐用铝箔阳极

《ACS Energy Letters》：Materials-by-Design and Predictive Lifetime Modeling toward Durable Aluminum Foil Anodes for Lithium-Ion Batteries

铝基负极材料在电池中同时作为活性物质和集流体，但其容量衰减问题因合金化诱导应变和界面不稳定而突出。本文系统综述了粉末、薄膜及箔片三类铝基负极的加工工艺、微观结构和预锂化策略对其电化学性能的影响，通过标准化元数据分析容量、库伦效率和循环寿命的内在关联，并建立物理指导的规模关系模型，定量关联循环寿命与体积容量、电流密度、箔片厚度、预锂化深度、硬度、溶质含量和晶粒尺寸等参数，为工程化设计高容量长寿命铝箔负极提供数据驱动框架，且适用于其他金属箔负极的优化。

　　

铝作为一种同时具有活性材料和集流体功能的材料，在高能量密度电池中具有巨大潜力，但由于合金化引起的应变和界面不稳定性问题，其容量会迅速衰减。本文全面分析了以铝为基础的阳极材料（包括粉末、薄膜和箔材形式），探讨了制备工艺、微观结构特征以及预锂化策略对电化学性能的影响。通过对现有数据的标准化元分析，揭示了容量、库仑效率和循环寿命之间的内在权衡关系。基于物理原理的量化关系被建立起来，用于将循环寿命与体积容量、电流密度、箔材厚度、预锂化深度、硬度、溶质含量以及晶粒尺寸等参数联系起来。这些关联为设计出耐用且高容量的铝箔阳极提供了预测性依据，并构建了相应的性能评估框架。所获得的见解也可广泛应用于其他金属箔阳极的优化工作，以提升下一代锂离子电池及更先进电池系统的性能。