1. Nature Communications：Li₂ZrF₆保护层助力高压LiCoO₂正极用于硫化物全固态电池

在硫化物全固态锂电池中高电压正极材料的应用受到硫化物固态电解质（SSEs）氧化电位限制的阻碍，因此常通过对正极材料进行表面包覆处理，以缓解不利的界面反应。然而，大多数包覆材料也会与硫化物SSEs发生反应，生成电子导电物质，导致界面逐渐退化并引起容量衰减。

在此，复旦大学王永刚、夏永姚，西湖大学朱一舟，台湾科技大学Bing Joe Hwang等人提出了一种在LiCoO₂上包覆Li₂ZrF₆的策略。研究显示，该包覆层与SSEs的反应极小，其分解产物不含电子导电物质。此外，该包覆层还有效缓解了LiCoO₂中层状结构向尖晶石/岩盐结构转变的现象。

基于此，采用Li₂ZrF₆-LiCoO₂的In-Li|Li₆PS₅Cl|Li₂ZrF₆-LiCoO₂全固态电池在25°C下，在高LiCoO₂面质量负载（30.19 mg cm⁻²）和3.9 V截止电压（对应4.5 V vs. Li⁺/Li的电位）条件下，初始面容量可达到5.2 mAh cm⁻²，并且以70 mA/g的倍率进行充放电在1500个循环后容量保持率为80.5%。

图1. In-Li|LPSCl|LZF-LCO和In-Li|LPSCl|LNO-LCO在25°C下的电化学性能

总之，该工作提出了一种LZF保护层包覆LCO，以解决硫化物全固态锂电池（ASSLBs）中正极材料与固态电解质（SSEs）界面的长期挑战。LZF包覆层的厚度为6–13 nm，且在非晶基体中嵌入了一些纳米晶簇。LZF与LPSCl之间具有最小的热力学反应势能及其分解产物的电子绝缘性质，使得LZF保护层在长期循环中保持稳定。

基于此，与LNO相比，LZF保护层在减少具有高电子导电性和低离子导电性高氧化态副产物的积累方面起着更加关键的作用。最终，具有高LCO质量分数（80 wt.%）、较大LCO面积负载量（30.19 mg/cm²）和截止电压为4.5 V（相对于Li⁺/Li）的In-Li|LPSCl|LZF-LCO全固态电池，表现出优异的面容量和良好的容量保持率。

与此同时，LCO负载量为11.58 mg/cm²的全固态电池能够在700 mA/g下提供96.2 mAh/g的比容量，并在2492个循环后保持88.5%的容量。因此，该工作为具有挑战性的4.5V ASSLBs提供了可行的解决方案，为其广泛应用铺平了道路。

图2. PEIS和DRT分析显示不同的阻抗演化过程及热力学和动力学机制

Li2ZrF6 protective layer enabled high-voltage LiCoO2 positive electrode in sulfide all-solid-state batteries, Nature Communications 2025 DOI: 10.1038/s41467-024-55695-9

王永刚 教授，博士毕业于复旦大学化学系物理化学专业(2007年)，导师夏永姚教授。博士毕业后，获得日本学术振兴会(JSPS)资助，在日本产业技术综合研究所(AIST)开展博士后研究，导师周豪慎教授(Prof. Haoshen Zhou)。2011年加入复旦大学化学系，2015年晋升为教授。主要从事化学电源电极界面电化学和新型化学电源体系的基础和应用基础研究，共发表SCI论文176篇，总被引用19054次，H-Index: 74。通讯作者文章包括 Science Adv.(1篇)，Nature Commun.(4篇)，Angew.Chem.Int. Ed.(16篇)，Adv.Mater. (7篇),Joule(2篇)，Chem(1篇)，Energy & Environ. Sci.(6篇)，Adv. Energy Mater.(5篇)，Adv.Funct.Mater.(4篇)等。王永刚教授于2016年获得国家自然基金优秀青年基金的资助。任ACS Applied Energy Materials期刊的副主编(Associate Editor)，以及ACS Sustainable Chemistry & Engineering期刊的编委会委员 (Editorial Advisory Board member)。

2. Nature Communications：多功能准固态聚合物电解质助力锌离子电池

可充电水系锌离子电池具有安全性高、对环境友好和成本低廉等优点，是下一代大规模储能系统的理想候选者。然而，水系锌离子电池使用的锌金属负极面临着枝晶生长、析氢反应和腐蚀等挑战，阻碍了水系锌离子电池更广泛的应用。

在此，华中科技大学黄云辉，朱拉隆功大学秦家千、杨成武，燕山大学张新宇等人设计并制备了一种多功能准固态聚合物电解质。具体而言，作者通过聚丙烯酸钠、硅酸镁锂和纤维素纳米纤维的分子交联制备了一种具有高度选择性的离子传输通道的准固态聚合物电解质。

研究显示，带负电荷的离子通道可调节Zn²⁺去溶剂化过程，促进离子传输。此外，其可在Zn负极上原位形成Zn-Mg-Si合金进而改善Zn成核动力学和均匀的Zn沉积。

基于此，匹配该电解质的锌负极在2400次循环后可实现99.7%的平均库仑效率，并且在长达600小时的可逆循环中实现85.6%的放电深度。其组装的Zn||V₂O₅软包电池在31.3 mg的工业级负载质量下实现了1.13 Ah的放电容量。

图1. Zn²⁺离子的沉积行为及机制

总之，该工作提出了一种具有定制离子通道的多功能PLCZ聚合物电解质，可有效抑制枝晶生长、电极腐蚀和副产物的产生。 由于构建的离子通道，设计的PLCZ电解质可以促进快速均匀的Zn²⁺离子传输，调节离子溶剂化结构并降低游离水含量。

计算表明，原位形成的具有丰富亲锌合金成分的SEI能够实现3D空间离子扩散并确保均匀的Zn(002)沉积。基于此，匹配该电解质的锌离子电池表现出优异的电池性能。因此，该工作为高性能聚合物电解质的设计提供了新策略。

图2. 电池性能

A multifunctional quasi-solid-state polymer electrolyte with highly selective ion highways for practical zinc ion batteries, Nature Communications 2025 DOI: 10.1038/s41467-024-55656-2

秦家千，博士，泰国朱拉隆功大学研究员，博士生导师，长期从事新材料的制备与应用的研究工作，已在国际一流刊物上发表论文100余篇，申请专利30余项，已获授权专利15项。目前担任Adv. Powder Mater.期刊编委, Scientific Reports和Journal of Metals, Materials and Minerals编辑。秦家千博士领导的能源转换与储存实验室隶属于朱拉隆功大学冶金与材料科学研究所，是研究所主要研究组之一。目前，本实验团队由教授，博士后，在读博/硕士及本科生组成。主要从事储能材料及新型电池技术的研究与开发。实验室目前得到泰国能源部，泰国国家研究基金理事会(National Research Council of Thailand), 泰国国家科学与技术发展局(National Science and Technology Development Agency)，朱拉隆功大学的energy storage cluster, Research Unit of Advanced Materials for Energy Storage, Center of Excellence in Smart Wearable Devices等项目支持，已具有先进电池实验所需所有设备。

3. Science Advances：定向传导效应增强固态电池

常规液态锂电池中液态电解质中存在易燃有机溶剂，并在一定极端条件下会分解产生可燃气体，引发起火甚至爆炸。全固态电池由于采用固态电解质替代液态电解质，可显著提高运行安全性，近年来受到研究和产业各方广泛关注。

在此，特拉华大学付堃（Kelvin Fu），密歇根大学陈磊等人详细介绍了填料对准结构厚 （FAST） 电极的影响。研究显示，其显着提高了固体复合正极的机械强度和离子/电子电导率。其中，FAST 电极集成了垂直排列的纳米导电碳纳米管，在增强电极结构的同时创建了低曲折度的电子/离子传输路径。

这种设计不仅减轻了聚合物电解质的再结晶，而且还建立了致密的局部电场分布并加速了锂离子的迁移。基于此，FAST 电极以磷酸铁锂为活性材料，在高材料负载（49.3mg cm^-2）、 0.2 C 下实现148.2 mAh g^-1的高容量。

图1. 碳纳米管对 FAST 正极导电性的影响

总之，该工作介绍了一种用于 SSLB 的三维导电正极。研究显示，该设计有效解决了复合正极中普遍存在的问题，如离子传输效率低和负载能力有限。FAST可在增强机械强度的同时确保电子和离子传输的低迂回路径，从而显著提高离子导电性和电子导电性。

基于此，FAST 正极显示出强大的电化学性能，在 40°C 条件下，材料负载为 49.2 mg/cm²，在 0.2 C 条件下循环 100 次，可达到 148.2 mAh/g的高容量。因此，该工作为推进固态锂金属电池的发展提供了新的思路。

图2. 电池性能

Enhancing cathode composites with conductive alignment synergy for solid-state batteries, Science Advances 2025 DOI: 10.1126/sciadv.adr42924.

付堃（Kelvin Fu），美国特拉华大学助理教授。博士毕业于美国北卡罗莱纳州立大学。之后在马里兰大学和马里兰能源创新研究所担任博士后研究员和助理研究科学家，现任职于美国特拉华大学。

4. Nano Letters: 原位聚合环氧化合物醚电解质实现4.2 V高倍率固态钾电池

可充电电池的固态化为车辆提供了固有的安全电源，并为固定能量存储系统提供了潜在的长寿命系统。与固态金属锂电池除外，固态金属钾电池（SSMPBs）基于地球丰富的廉价元素，且与金属钾负极耦合的SSMPBs提供了比钠对应物更高的工作电位和相应的更高能量密度。

在此，湖南大学刘继磊团队通过原位环开环聚合1,3-二氧六环（DOL）制备了一种新型的固态金属钾电池（SSMPBs）。结果显示，该方法制备的聚合物固体电解质（PSEs）在室温下展现出高离子导电性（4.5 ×10^-5 S cm^-1），并且在高氧化电位（4.2 V vs K⁺/K）和金属钾负极下具有优异的稳定性。通过在电解质中添加丁二腈，能够有效控制聚合物链的长度，从而优化离子导电性和界面电荷传输特性。

结果表明，使用该电解质的SSMPBs在高倍率（100 mA g^-1）下具有良好的放电容量（69 mAh g^-1），并在100个循环后保持88.8%的容量，显示出比以往研究更好的倍率和容量保持性能。

图1. PSEs的制备过程

总之，该工作通过原位环开环聚合1,3-二氧六环（DOL）并使用丁二腈作为增塑剂和Al(OTf)₃作为催化剂，成功实现了室温高倍率4.2 V固态金属钾电池（SSMPBs）。原位聚合的PSE-2M-SN在室温下具有高离子导电性（4.5 × 10^-5 S cm^-1），并且在金属钾负极和普鲁士蓝正极之间表现出优异的界面稳定性。

基于此，该K∥PB SSMPB在100 mA g^-1的倍率下展现出69 mAh g^-1的放电容量，并在100个循环后保持88.8%的容量，优于基于PSE-2M和液体电解质的电池。因此，该工作为促进先进电解质的发展提供了新的设计思路。

High-Rate 4.2 V Solid-State Potassium Batteries by In Situ Polymerized Epoxide Ether Electrolyte, Nano Letters 2025 DOI: 10.1021/acs.nanolett.4c04164 

刘继磊 湖南大学材料科学与工程学院副院长，教授，博士生导师，卓越工程师学院副院长，岳麓学者，国家高层次人才，湖湘高层次人才聚集工程创新人才，湖南省杰出青年基金获得者，湖南省清洁能源材料及技术国际联合实验室负责人。

主要研究方向为高性能电化学储能材料和器件设计、优化和机理研究。在PNAS、Advanced Materials、Nature Communications、Nano Letters等国际知名期刊发表SCI 论文110余篇；论文被Google Scholar他人引用超13000余次，H-index为50；荣获国际电化学学会电化学材料科学奖（2020年）、金刚石与碳材料早期职业生涯奖（2021年）。2024年入选全球前2%顶尖科学家。

5. Advanced Energy Materials: 多功能钒酸盐正极助力高性能水系锌离子电池

用于水系锌离子电池（AZIBs）的钒基正极材料在大规模储能设备中备受关注，但其不良的周期稳定性以及在插入和提取过程中缓慢的Zn²⁺离子扩散速度阻碍了其进一步的商业应用。因此，开发晶体结构稳定、可快速储存Zn²⁺的钒基正极材料仍具有挑战性。

在此，北京理工大学张志攀团队报道了一种在AZIBs中具有优异电化学性能的正极材料，可同时提供高比容量（0.1 A g^-1 时为 443.2 mAh g^-1）和高平均电压平台（0.91 V），以及优异的能量密度（403.3 Wh kg^-1）和功率密度（1533 W kg^-1）。

研究显示，由于NCVO具有独特的开放式晶体结构，非活性层（[NaO₆]和[CaO₈]多面体）和活性层（[VO₄]四面体）交替排列，在Zn²⁺ 插入过程中，[VO₄]四面体的膨胀与非活性层的收缩很好地平衡。基于此其具有显著的长期循环稳定性（在10 A g^-1 下循环5000 次和10000 次后，容量保持率分别为91.9%和80%）。

图1. NCVO正极在水系电解液中的电化学性能

总之，该工作合成了一种 NCVO 纳米线并首次证明了其作为 AZIB 正极材料的电化学性能。研究显示，NCVO 纳米线正极具有大容量、高工作电压和出色的循环稳定性，超过了大多数已报道的 ZIB 正极材料。

结果表明，NCVO 纳米线正极表现出低Zn²⁺ 扩散能垒和快速的 Zn²⁺ 扩散速率。此外， NCVO 纳米线在不同偏压下具有多色特性，组装后的 AZIB 还可用于自适应伪装器件。因此，该工作为开发具有长循环寿命的高性能 AZIB 提供了一种新的正极材料选择。

图2. 基于ECB的NCVO的应用及电化学性能研究

A Multi-Colored, Structure-Tolerant Vanadate Cathode for High-Performance Aqueous Zinc-Ion Batteries, Advanced Energy Materials 2025 DOI: 10.1002/aenm.202404597

张志攀 北京理工大学教授，博士生导师，长期从事纳米功能材料及新型源转化和存储器件研究，部分工作合作发表在 Science, Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Mater., Energy Environ. Sci., Adv. Energy. Mater., Adv. Funct. Mater., ACS Nano, Energy Storage Materials, Nano Energy等国际重要学术期刊上。入选 2014年英国化学会杂志高被引作者的 Top 1%。主持国家自然科学基金项目 2项，承担其他省部级项目等2项。迄今在国内外学术刊物及会议上发表论文 50余篇，其中 SCI收录 50余篇。

6. ACS Nano: 铜掺杂磷酸铁钠正极助力钠离子电池

Na₄Fe₃(PO₄)₂(P₂O₇) (NFPP)目前受到广泛关注，因为它结合了NaFePO₄和Na₂FeP₂O₇在成本、能量密度和循环稳定性方面的优势。 然而，固有的电子导电性差和高纯度制备困难的问题可能会阻碍其实际应用。

在此，南京理工大学夏晖、陈明哲、周丽敏，西安交通大学滑纬博，浙江昌意钠电储能有限公司赵政威等人全面研究了铜掺杂在强化聚阴离子结构和改善其电化学性能方面的关键作用。 

研究发现，微量Cu掺杂不仅扩大了NFPP的晶格体积，而且抑制了惰性NaFePO₄杂质相的形成。 此外，Cu掺杂可以有效减少NFPP在钠化/脱钠过程中的结构变化（2.02%），同时减小带隙并降低离子迁移能垒（从0.46 eV到0.426 eV）。基于此，Cu掺杂的NFPP电极表现出优异的倍率性能和长期循环性能。

图1. 电化学性能

总之，该工作制备了一种Cu²⁺ 掺杂的 Na₄Fe₃(PO₄)₂P₂O₇ 混合磷酸盐正极材料。研究显示，铜掺杂扩大了晶格体积且电化学测量表明其倍率性能和长期循环性能显着提高。DFT计算表明，NFPP中Cu掺杂减小了带隙并降低了离子迁移势垒从而确保了电子转移和Na扩散的便利。

基于此， NFCPP正极具有高可逆容量（0.1 C时为108.4 mAh g^-1）、良好的循环性能（3000次循环后容量保持率为90%）和优异的倍率性能。此外，组装的NFCPP//HC全电池表现出出色的电化学性能。因此，该工作为促进钠离子电池的发展提供了新的方向。

图2. 电池性能

Trace Cu Doping Enabled High Rate and Long Cycle Life Sodium Iron Phosphate Cathode for Sodium-Ion Batteries, ACS Nano 2025 DOI: 10.1021/acsnano.4c144487.

夏晖 于2000年和2003年分别获得北京科技大学无机非金属材料专业的本科和硕士学位。于2007年在新加坡国立大学，新加坡麻省理工学术联盟(Singapore-MIT Alliance)，微系统用先进材料专业获得博士学位。博士师从新加坡国立大学机械工程系吕力(Li Lu)教授和美国麻省理工大学材料科学与工程系Gerbrand Ceder教授。博士毕业后在新加坡国立大学机械工程系从事博士后研究工作至2011年。于2011年初被引进到南京理工大学材料科学与工程学院。攻读博士学位以来，一直从事有关能源存储材料及器件的研究，研究对象主要包括二次锂离子电池及超级电容器。到目前为止在Advanced Materials, NPG Asia Materials, Advanced Functional Materials, Nano Energy，ACS Nano等国际SCI收录期刊上发表论文100余篇，文章被引用3000余次，H-index 29。

7. Angewandte Chemie International Edition: 无串扰效应的金属氧化物基锌离子电池

水系锌离子电池(ZIBs)由于其安全性好，成本低和环境友好等特点，被认为是极具潜力的储能系统。目前尽管在高性能正极材料的研究方面取得了快速进展。然而，过渡金属离子在金属氧化物正极和锌负极之间的串扰限制了水系ZIBs的实际应用。

在此，清华大学深圳国际研究生院康飞宇、周栋等人提出了一种由非水相（N相）负极电解液和水相（A相）正极电解液组成的去耦电解质（DCE），以防止Mn²⁺的串扰，从而延长MnO₂基ZIBs的寿命。

研究显示，磷酸三甲酯（TMP）不仅与N相负极电解液中的NH₄Cl协同作用，实现了Zn²⁺的快速传导，同时阻止了Mn²⁺向负极的扩散，而且还改变了Zn²⁺溶剂化结构，抑制了锌负极上的枝晶形成和腐蚀。基于此，开发的Zn|DCE|MnO₂电池在0.5 A g^-1下循环900次后，容量保持率为80.13%。

图1. N相负极电解液的溶剂化结构

总之，该工作开发了一种由 N 相负极电解液和 A 相正极电解液组成的去耦电解液，以实现无串扰的 ZIB。研究显示，N相负极电解液中TMP和NH₄Cl的协同作用促进了Zn²⁺的传导，但限制了Mn²⁺的溶解度，从而抑制了Mn²⁺向Zn负极的穿梭，提高了Zn||MnO₂电池的稳定性。

此外，N相负极电解液中的TMP有效地改变了Zn²⁺溶剂化结构，从而抑制了Zn负极上的HER和枝晶生长。 同时，A相正极电解液有效激活金属氧化物正极的晶格并增强电极动力学。

 基于此，N 相负极电解液中组装的 Zn||Zn 电池的寿命延长了五倍。 Zn|DCE|MnO₂ 全电池表现出超过 900 次的长循环寿命。因此，该工作可以扩展到基于其他过渡金属氧化物正极的无串扰ZIB，从而推动用于大规模储能应用的ZIB的开发。

图2. 电池性能

Electrolyte Decoupling Strategy for Metal Oxide‐Based Zinc‐ion Batteries Free of Crosstalk Effect，Angewandte Chemie International Edition 2025 DOI: 10.1002/anie.202421574

康飞宇 1981年考入清华大学机械工程系，1988年7月获得清华大学机械工程硕士学位后留校工作，2010年1月至2011年7月任清华大学深圳研究生院常务副院长，2014年9月至2017年8月 清华-伯克利深圳学院院长。其主要从事新型碳材料和能源与环境材料研究，是国家纳米研究重大计划（973）首席科学家、国务院特殊津贴专家，授权发明专利100多项，发表SCI收录论文493篇，与国际材料领域专家联合出版英文著作3部，合著出版中文专著1部。曾获2015和2016年清华大学“纪念梅贻琦学术论文奖”，2017年，康飞宇以第一发明人完成了“高性能锂离子电池用石墨和石墨烯材料”项目并获国家技术发明奖二等奖，2021年8月1日，入选2021年中国科学院院士增选初步候选人名单。

8. Energy Storage Materials: LiF 助力废钴酸锂的回收

锂离子电池的使用激增导致废旧电池大量积累。 传统的火法冶金和湿法冶金工艺需要大量的能源投入，涉及危险化学品的使用，并产生大量的污染物，使得废电池的经济或环境回收效率低下。

在此，华中科技大学伽龙，同济大学张任远，中国科学院高能物理研究所简宏希等人证明LiF既可以作为裂纹/缺陷修复剂来修复受损结构，也可以作为结构稳定剂来巩固电极/电解质界面和相变的可逆性。

计算表明，U-LCO晶体中F原子的存在导致Co 3d和O 2p轨道之间的能量分离变宽进而有效抑制了晶格氧的活性，稳定了U-LCO的结构。修复的 LCO 正极表现出显着提高的稳定性，260 次循环后容量保持率高达 81.6%，超过原始 LCO (62.3%) 和正常再生 LCO (35.6%)。 此外，回收过程仅涉及固体烧结过程，效益分别增加了62.2%和47.7%。

图1. S-LCO、N-LCO 和 U-LCO 的形态和结构表征

总之，该工作通过使用 LiF 作为裂纹/缺陷修复剂和结构稳定剂的一步直接再生方法来回收废 LCO 正极。研究显示，F原子作为裂纹/缺陷修复剂来修复S-LCO颗粒的缺陷并提高LCO颗粒的完整性。 

此外，LCO表面梯度中F原子的存在可以有效防止正极和电解质之间的直接接触，从而抑制副反应和电解质腐蚀，从而保持外表面晶体在循环过程中的稳定性。同时，F原子的存在可以增强LCO的Li扩散途径，从而改善Li传输动力学。

基于此，升级回收的 LCO 表现出卓越的循环性能，超过了原始商业 LCO 和正常再生的 LCO。因此，该工作所提出的升级回收策略为LCO电池的闭环开发提供了实用且高效的解决方案。

图2. 不同回收方法的技术经济分析

LiF as a Crack/Defect Healer and Structural Stabilizer for the Spent Lithium Cobalt Oxide， Energy Storage Materials 2025 DOI: 10.1016/j.ensm.2025.104006 

张任远 副教授，博导 2004年本科毕业于复旦大学化学系；2010年毕业复旦大学化学系博士毕业；2011-2014年复旦大学先进材料实验室博士后；2015年起任同济大学材料科学与工程学院副教授。主要研究方向为纳米/介孔材料、新能源材料、电化学储能等。研究成果在Adv. Mater.; Adv. Energy Mater.; Nano Today; J. Am. Chem. Soc.; Chem. Mater.等国际知名期刊发表论文30余篇，总被引次数2000余次。主持或参与国家自然科学基金、科技部重点专项、上海市科委等多个项目。