综述：高熵策略：应对可充电电池材料领域挑战的有效方法论

《Science China-Materials》：High-entropy strategy: an effective paradigm to address challenges in rechargeable battery materials

　　

摘要

可充电电池的快速发展对于满足全球日益增长的能源存储需求至关重要。高熵材料由于含有多种主元素且比例接近等摩尔比，近年来被视为设计下一代电极的有希望的候选材料。其较高的构型熵带来了独特的效应，如结构稳定、晶格畸变、高缺陷密度以及协同作用，这些效应共同解决了电池材料长期存在的诸多问题，比如容量衰减、结构退化以及离子传输缓慢等问题。本综述系统地分析了这些由熵带来的效应如何转化为电极性能的优势，包括低体积应变、抑制相变、促进转化反应、优化离子传输路径、通过无序性提升离子扩散效率以及多元素间的协同作用。通过将各种材料中的基本机制与电化学性能相互关联，我们阐述了熵效应对电极材料的影响。最后，我们总结了在合成、理论建模以及成分优化方面存在的挑战和未来的研究方向，旨在为高性能且具有熵稳定特性的电池材料的合理开发提供指导。