• 综述：通往由机器学习驱动的固态电解质电池自主系统的道路：设计、制造与寿命预测

  固态电池（SSB）在能量密度和安全性方面具有巨大潜力，这是当今锂离子技术无法实现的。然而，固态电解质的发现、制造和测试周期缓慢且分散，这限制了其发展速度。本文综述了机器学习（ML）如何开始将这些传统上相互独立的环节整合成一个连贯的、以数据驱动的流程。首先，我们探讨了材料发现工作流程，这些流程可以筛选出数百万种假设的电解质，最终筛选出在室温下导电性高且电化学窗口宽的候选材料。接着，我们介绍了利用ML加速的制造研究，这类研究通常能将实验迭代次数减少70%至80%，同时优化制造过程。在电池单元层面，基于物理原理的神经网络和替代相场模型已被证明能够以循环级别的精度预测电池故障，为以数据为中心的寿命设计

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 通过铜和硫的共同掺杂对BiVO4的能带结构进行工程化设计，以实现高效的光电化学水氧化反应

  钒酸铋（BiVO4）是一种有前景的光电极材料，适用于光电化学（PEC）水分解反应，但其性能仍受限于光吸收不足和电荷分离效果不佳的问题。在本研究中，我们发现将金属铜（Cu）和非金属硫（S）共掺入BiVO4中能够显著改变其电子能带结构。光谱和电化学分析表明，掺入Cu和S后价带（VB）向上移动，从而缩小了带隙并增强了可见光的吸收能力。理论计算表明，这种能带结构的变化是由于形成了O–Cu–S物种，该物种中的O 2p、Cu 3d和S 2p轨道之间存在强烈的杂化作用。此外，Mott–Schottky测量结果显示，共掺处理提高了载流子密度并降低了空间电荷层厚度，有利于电荷分离。这种共掺策略对通过水热法和电化

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 高韧性钠羧甲基纤维素/坚韧气凝胶基复合相变材料，用于高效热管理

  为了应对日益严重的能源危机并提高资源利用效率，制备具有良好形状稳定性、优异导热性能和合理机械性能的复合相变材料（CPCMs）至关重要，这些材料可通过简单工艺实现有效的能量存储和转换。在本研究中，采用溶胶-凝胶法和定向冷冻干燥技术制备了不同滑石含量的羧甲基纤维素（CMC）/滑石（CMC/Tuff）气凝胶。这些多孔的CMC/Tuff气凝胶（CTAs）具有均匀的层状结构，使其在受力时表现出良好的韧性，并且在滑石含量为50%时，50%应变下的抗压强度可达78.2 kPa。同时，CMC/50Tuff/PEG（CTAP50）CPCM的导热性能提升至0.95 W/m·K，比纯PEG提高了215%。特别是，C

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 掺锌聚吡咯作为锌离子电池锌阳极的功能性保护层：基于密度泛函理论的研究

  锌离子电池（Zn-ion batteries, ZIBs）因其安全性、成本效益以及对环境友好的特性而受到广泛关注。然而，锌负极在充放电过程中容易形成锌枝晶，这种枝晶不仅会导致电池性能的下降，还可能引发短路等安全隐患，从而限制了ZIBs的广泛应用。为了解决这一问题，研究人员尝试通过多种策略来抑制枝晶的生长，其中包括电解液改性、使用宿主材料、界面电场调控、电极表面工程等。其中，利用表面涂层作为保护屏障被认为是一种有前景的方法，因为它能够减少电解液与电极之间的直接接触，从而抑制枝晶的形成和副反应的发生。在众多涂层材料中，聚吡咯（polypyrrole, PPy）因其低成本、环境友好性以及固有的导电性

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 揭示粘合剂成分对无溶剂PTFE基SiOx/C复合电极的影响——这些电极用于高能量密度锂离子电池

  无溶剂电极制造技术为传统的湿法工艺提供了一种有前景的替代方案，它不仅降低了锂离子电池的生产成本，还提高了能量密度和制造效率。在这项研究中，通过聚四氟乙烯（PTFE）纤维化技术制备了无溶剂的SiOx/C复合电极，以探索其在高能量密度锂离子电池应用中的潜力。系统地研究了PTFE含量对复合电极的机械性能、形态特征和电化学性能的影响。实验结果表明，含有5%粘结剂的PTFE基SiOx/C电极具有最佳的断裂伸长率和循环稳定性。对比分析显示，在粘结剂含量相同的情况下，无溶剂PTFE基电极的断裂伸长率比传统湿法制备的电极高出20倍以上，并且在充放电循环过程中保持了更优异的结构完整性。此外，无溶剂工艺制备的电极

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 通过将π-共轭和柔性烷基侧链与P3HT结合到PAA粘合剂中，制备高性能硅负极

  一种功能性复合粘合剂（PAA-P3HT）由聚丙烯酸（PAA）和高导电性的聚（3-己基噻吩）（P3HT）组成，经过合理设计以解决PAA的电子绝缘问题以及传统导电材料在硅（Si）负极中的不稳定性。该粘合剂具有优异的电子导电性、高效的锂离子传输能力和机械弹性。PAA-P3HT与Super P共同形成的协同双导电网络确保了电子路径的连续性和离子扩散的快速性，显著提升了Si负极的电化学性能。此外，P3HT中的柔性己基侧链增强了粘合剂的可变形性，有效适应了Si的体积变化，减少了局部应力，并抑制了微裂纹的形成。因此，使用这种粘合剂的Si负极在50 mA g–1的电流密度下实现了86.72%的初始库仑效率和3

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 在湿润空气中运行的固体氧化物燃料电池中，La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ/Sm0.2Ce0.8O2-δ多孔空气电极的内部表面和晶界退化

  对于在燃料电池模式或电解模式下运行的固体氧化物电池（SOCs）的多孔空气电极而言，空气中的湿度会影响其纳米结构，进而影响其性能，并增加其对其他污染物的耐受性。多孔电极的内表面位于整个电极的外表面之下，是一个由渗透孔组成的相互连接的网络，为电化学反应提供了表面积。湿度也直接与内表面发生作用，导致电极发生外部降解。了解这种外部降解在纳米结构中的起源，尤其是多孔电极内表面的降解机制，对于通过电极结构工程或优化其运行条件来进一步提高SOC性能至关重要。一个使用La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ/Sm0.2Ce0.8O2-δ（LSCF/SDC）正极的商业电池在10%的加湿空气中以0.6 A

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 研究从山竹叶生物质中提取的红色和绿色发光碳量子点对提高钙钛矿太阳能电池效率的影响

  电子传输层（ETL）是钙钛矿太阳能电池（PSCs）的关键组成部分。它促进了电子的转移并减少了复合损失。因此，修改ETL可以显著提高PSCs的整体能量转换效率。在这项研究中，使用山竹叶生物质通过水热法合成了碳量子点（CQDs）。乙醇和去离子水溶液被用作溶剂来制备红色和绿色发光的CQDs。红色CQDs和绿色CQDs的最佳荧光发射峰分别为679纳米和507纳米，平均尺寸分别为6.99 ± 1.55纳米和2.85 ± 0.29纳米。绿色CQDs含有较高的氧含量，而红色CQDs则表现出显著的氢键作用。量子限制效应和不同的官能团影响了电子能带的变化，导致红色CQDs的能隙为1.80电子伏特，绿色CQDs的

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 氟化钠盐功能化共聚物作为高性能锂金属电池的人工固体电解质界面

  锂金属电池（LMBs）由于其高比容量（3860 mAh/g）和低密度（0.534 g/cm³）而在高能量存储方面具有巨大潜力，但面临诸如热失控、电解质泄漏和锂枝晶生长等重大安全风险。为了解决这些问题，人工固体电解质界面（SEI）层可以保护锂负极免受副反应的影响。开发无机/有机杂化SEI已成为一种特别有前景的策略，因为它结合了高离子导电性、机械强度和柔韧性，从而提高了电池的稳定性。本文设计并应用了一种功能性共聚物FFN作为人工SEI，该共聚物含有钠盐、氟化基团和碳酸乙烯酯单元。FFN的分子设计创新性地结合了磺酸基团的电荷调节功能、氟化基团的界面稳定性特性以及碳酸酯侧基团与锂金属之间的高反应性。实

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 基于LLZAO的混合膜与准固态电解质的协同集成，用于高性能和热稳定的锂离子电池

  锂离子电池（LIBs）已广泛应用于各种储能系统，如移动设备和电动汽车。然而，随着对更高能量密度和更好安全性的需求不断增加，需要替代传统的液态电解质。在这项研究中，我们制备了一种混合准固态电解质（HQSE），其中包含一种Li+导电氧化物电解质。为了制备HQSE，我们使用聚（偏二氟乙烯-六氟丙烯）和纤维状Li6.4La3Zr2Al0.2O12（LLZAO）通过相转化方法制备了一种多孔混合膜。然后将含有液态电解质和交联剂的前驱体溶液浸渍到该混合膜中，经过热固化处理后最终获得了HQSE。所得到的HQSE表现出优异的氧化稳定性、高离子导电性、高的Li+迁移数、不可燃性以及增强的热稳定性。采用这种HQSE

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 高比表面积八面体铁镍尖晶石氧化物在高性能锂氧电池中的应用

  锂氧（Li–O2）电池因其极高的理论能量密度而受到了广泛关注。然而，在实际应用中，它们存在循环寿命短和容量低的问题。这些问题源于放电过程中生成的Li2O2无法被完全分解。在这项研究中，采用简单的水热法制备了两种不同形态的NiFe2O4催化剂：八面体形态和微花形态。研究了不同形态的NiFe2O4正极对锂氧电池性能的影响。理论计算表明，使用NiFe2O4时，电池的氧还原反应和氧析出反应的过电位分别为0.52 V和0.65 V。实验结果表明，八面体形态的Super-P/NiFe2O4正极具有较高的催化活性，同时具有较大的比表面积和合理的孔结构，从而降低了充放电电位差。配备这种正极的电池在500 mA

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• NH2–CuBDC纳米片复合膜：具有快速Li+传输性能并抑制多硫化物迁移，适用于锂硫电池

  高能量密度的锂硫（Li–S）电池被认为是最有前景的下一代二次电池之一。然而，锂枝晶的形成和穿梭效应显著缩短了电池寿命，严重阻碍了其商业化应用。本文采用简单且低成本的方法制备了具有均匀离子传输能力和高多硫化物保留能力的NH2–CuBDC/PP复合膜。系统研究揭示了NH2–CuBDC/PP复合膜的离子传输通道与锂离子（Li+）选择性传导及电池性能之间的关系。值得注意的是，二维NH2–CuBDC纳米片的高长厚比结构及其独特的孔隙结构为锂离子提供了充足且均匀的传输通道，同时为多硫化物的移动创造了迂回路径。此外，NH2–CuBDC中的固定氨基和金属位点显著增强了多硫化物的化学吸附能力，这一结果与实验和模

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 钠离子热失控过程的高速X射线可视化研究

  钠离子电池（SIBs）作为一种成本效益高且储量丰富的锂离子电池（LIBs）替代品，正受到越来越多的关注。尽管具有这些优势，但人们对SIBs的热安全性仍存在担忧，且针对这一关键方面的研究相对较少。为填补这一空白，我们利用先进的表征技术，对NVPF（磷酸钒钠氟化物）/硬碳材质的18650型钠离子电池的热失控现象进行了全面研究。特别是，我们采用了高速同步辐射X射线成像技术，实时观察热失控过程中的内部变化和反应，从而深入了解电池在极端条件下的行为。同时，我们还结合了气体分析技术来研究热特性、气体成分、释放气体体积以及与热失控相关的能量变化，从而揭示导致热失控及其发生的过程。与锂铁磷酸盐（LFP）和镍锰

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 计算机辅助定制钛植入物在颅骨纤维性结构不良重建中的应用：一项12年临床研究

  背景与目的：颅骨纤维性结构不良（Cranial Fibrous Dysplasia, CFD）的最佳治疗方案是通过手术切除与重建，结合计算机辅助技术（Computer-Assisted Techniques）和定制植入物（Custom-Made Implants）提升治疗效果。本研究旨在阐述采用术前计算机辅助规划（Preoperative Computer-Assisted Planning）、定制手术导板（Custom-Made Template）及钛植入物（Titanium Implants）进行CFD重建的外科治疗方法。方法：在12年期间，33例单骨型CFD患者（男性19例，女性14例）

  来源：Ophthalmic Plastic & Reconstructive Surgery

  时间：2025-10-21

• 个性化钛植入物在颅骨纤维结构不良中的精准重建：单中心12年经验

  背景与目标 颅骨纤维结构不良（CFD）的最佳治疗方式是通过计算机辅助技术与定制植入物增强的手术切除及重建。本研究旨在探讨采用术前计算机辅助规划、定制手术导板及钛植入物进行CFD重建的外科策略。方法 在12年间，33例单骨型CFD患者（男性19例，女性14例）接受了肿瘤切除联合定制钛植入物重建手术。患者平均年龄38岁（范围19-63岁）。术前采用0.5毫米层厚的计算机断层扫描（CT）进行精准规划，通过计算机辅助设计手术导板确定肿瘤边界以降低并发症风险。在此基础上设计并制造患者特异性钛植入物，术中通过微型螺钉固定植入物，术后通过CT扫描进行评估。结果 所有病例经组织病理学确诊。切除后的骨缺损均通过

  来源：Ophthalmic Plastic & Reconstructive Surgery

  时间：2025-10-21

• 亲水性作为提高菱形硫化硼/Ni-Foam电极（结合碳材料）上氧演化反应效率的关键因素

  在当前全球能源转型的背景下，氢能源作为清洁、可持续的能源载体受到广泛关注。水电解技术被视为实现氢能源生产的重要手段之一，尤其在利用过剩可再生能源（如太阳能和风能）时展现出良好的稳定性与环境友好性。然而，水电解过程中，氧析出反应（OER）是决定整体效率的关键步骤，因其涉及复杂的四电子转移过程，反应动力学相对缓慢，成为限制电解效率的主要因素。为了解决这一问题，研究者们长期致力于开发高性能的非贵金属催化剂，以替代传统的贵金属氧化物（如RuO₂和IrO₂），这些材料虽然具有优异的OER活性，但其高昂的成本和有限的资源储量阻碍了其大规模应用。因此，探索具有成本效益且性能稳定的非贵金属催化剂及其支撑材料成

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 综述：量子边缘处的电催化作用：自旋、轨道和磁相互作用的作用

  为了推动电催化技术在可持续能源应用中的发展，我们需要深入理解控制催化剂性能的量子级现象。本文探讨了自旋极化、轨道对称性、杂化、磁有序、自旋-轨道耦合（SOC）以及Jahn-Teller畸变在调节电催化剂活性、选择性和稳定性方面的关键作用。我们重点分析了轨道填充、自旋态、磁畴和杂化对电化学反应（如氧进化反应（OER）、氧还原反应（ORR）、氢进化反应（HER）、二氧化碳还原反应（CO₂RR）以及通过氮、硝酸盐或亚硝酸盐还原反应（NRR/NO₃RR/NO₂RR）合成氨等过程的影响。除了传统的电催化反应外，自旋-轨道工程概念也逐渐应用于锂硫（Li-S）、锂氧（Li-O₂）和锂二氧化碳（Li-Co₂）

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 综述：质子交换膜燃料电池在空闲和负载循环条件下的阴极催化剂层退化

  质子交换膜燃料电池（PEMFC）被视为中重型车辆的重要技术。然而，阴极催化剂层（CCL）上的氧还原反应（ORR）受到动力学限制，并且发生在高度氧化和腐蚀性的环境中。因此，为了实现所需的功率密度，需要使用昂贵的铂（Pt）或双金属铂（Pt-M）纳米颗粒（NPs）作为催化剂，这些催化剂支撑在碳载体上。因此，燃料电池的寿命与CCL的耐久性密切相关，而这连同催化剂的成本一起，是一个至关重要的问题。本文的综述范围如下：首先介绍了最先进的CCL材料以及近期基于Pt的ORR催化剂的发展成果；接着描述了用于比较这些催化剂性能的评估指标；随后详细讨论了降解机制，以概述当前的研究进展，并提供了关于纯Pt催化剂和双金

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• 工程化石墨烯量子点增强的中空ZnO/ZnCo2O4纳米立方体，具有双重屏蔽层，用于抑制锂硫电池中的穿梭效应

  多硫化物在锂硫（Li–S）电池中的穿梭效应是导致电池性能下降的最严重问题之一。在这里，我们开发了一种用石墨烯量子点（GQD）修饰的中空多孔ZnO/ZnCo2O4材料作为硫的载体，该材料能够有效固定多硫化物，从而实现良好的电化学性能。极性ZnO和ZnCo2O4双层结构对多硫化物具有很强的吸附能力（通过密度泛函理论计算验证）；壳层中的GQD提高了材料的导电性；而中空多孔结构则能够适应硫在充放电过程中的体积变化。ZnO/ZnCo2O4/GQDs@S正极在0.2 C电流密度下经过200次循环后仍保持797 mAh g–1的稳定容量，三次测试均显示出可逆的充放电速率，并且在低温和高温环境下均表现出良好的

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

• GDC阴极材料在B位点替代的Bi0.5Sr0.5Fe0.9X0.1O3−δ（X = Nb、Sn和Sb）复合材料中的作用及其对IT-SOFCs电化学性能的提升

  本研究提出了一种通过使用基于GDC（玻璃态碳化物）的复合材料来提升中温固体氧化物燃料电池（IT-SOFC）阴极性能的策略，该复合材料以含有Sn、Nb和Sb替代元素的Bi0.5Sr0.5FeO3−δ（BiSFO）作为阴极材料。这种改进显著增强了氧离子的传输能力和电化学性能。在所有复合材料中，含有70 wt% Sb替代元素的BiSFO和30 wt% GDC的样品表现出最高的功率密度（844 mW/cm2）、电流密度（4210 mA/cm2）以及最低的极化电阻（0.031 Ω·cm2），这得益于氧空位的增加以及Sb元素价态的多样性。详细的电化学阻抗谱分析以及松弛过程和时间分布研究揭示了与氧在表面和体

  来源：ACS Applied Energy Materials

  时间：2025-10-21

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