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锂离子电池合金型负极SEI界面作用机制及其调控策略

舒秋华 ,  丁丽香 ,  李旭柯 ,  温俊杰 ,  雷文 ,  张海军

化学进展 ›› 2026, Vol. 38 ›› Issue (8) :1568-1584

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化学进展 ›› 2026, Vol. 38 ›› Issue (8) :1568-1584 DOI: 10.7536/PC20251104
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锂离子电池合金型负极SEI界面作用机制及其调控策略

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Interfacial Mechanisms and Regulation Strategies of the SEI on Alloy-Type Anodes for Lithium-Ion Batteries

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摘要

锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命及自放电率低等优点,在新能源领域展现出广阔的应用前景。负极材料作为锂离子电池的关键组成部分,其性能直接影响电池的整体性能。然而,传统的石墨负极理论比容量较低,限制了锂离子电池能量密度的进一步提升。合金型负极材料被认为是一种可显著提高电池能量密度的替代方案,然而该类材料在充放电过程中存在显著的体积膨胀,导致大量活性锂在循环初期发生不可逆消耗,严重制约其实际应用。此外,合金型负极还存在电解液界面稳定性差,易引发副反应以及固态电解质界面(SEI)膜易破裂等问题。基于此,本文系统综述了锂离子电池合金型负极与电解液的界面作用机理,重点论述了合金型负极体积膨胀引发的机械破坏、界面副反应导致的化学失效及SEI膜动态不稳定性三者之间的相互作用机制;总结了纳米结构设计、电解液添加剂调控及表面涂层修饰等策略对合金型负极的影响,归纳了这些改性策略的局限性,并对未来锂离子电池的发展进行了展望。

Abstract

Lithium-ion batteries (LIBs) exhibit promising application prospects in the field of new energy owing to their advantages of high energy density, long cycle life, and low self-discharge rate. As a critical component of LIBs, the anode directly affects the overall performance of the battery. However, the low theoretical specific capacity of conventional graphite anodes limits further enhancement of LIB energy density. Alloy-type anode materials are regarded as alternative candidates that can significantly enhance the energy density of LIBs, nevertheless, these materials undergo large volume expansion during the charge-discharge process, leading to substantial irreversible consumption of active lithium in the initial cycles, hindering their practical implementation in LIBs. Furthermore, alloy-type anodes suffer from poor interfacial stability with electrolytes, which readily triggers side reactions and causes problems such as the easy rupture of the solid electrolyte interphase (SEI) layer. Based on this, this paper systematically reviews the interface interaction mechanisms between alloy-type anodes and electrolytes in lithium-ion batteries, with particular focus on expounding the interaction mechanisms among mechanical damage induced by the volume expansion of alloy anodes, chemical failure caused by interfacial side reactions, and the dynamic instability of the SEI layer. Furthermore, it summarizes the effects of strategies including nanostructure design, electrolyte additive regulation, and surface coating modification on alloy anodes. The limitations of these existing modification strategies are presented, and prospects for the future development of lithium-ion batteries are proposed.

Contents

1 Introduction

2 Failure mechanisms of alloy-type anodes

2.1 Interface failure induced by volume expansion

2.2 Interfacial side reactions and active material loss

2.3 Dynamic instability of the SEI layer

3 Interface evolution and modification strategies

3.1 SEI layer interface evolution

3.2 Interface modification strategies

4 Conclusions and perspectives

Graphical abstract

关键词

锂离子电池 / 合金负极 / SEI界面 / 失效机制 / 改性策略

Key words

lithium-ion batteries / alloy-type anodes / solid electrolyte interphase / failure mechanisms / modification strategies

引用本文

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舒秋华, 丁丽香, 李旭柯, 温俊杰, 雷文, 张海军. 锂离子电池合金型负极SEI界面作用机制及其调控策略[J]. 化学进展, 2026, 38(8): 1568-1584 DOI:10.7536/PC20251104
Qiuhua Shu, Lixiang Ding, Xuke Li, Junjie Wen, Wen Lei, Haijun Zhang. Interfacial Mechanisms and Regulation Strategies of the SEI on Alloy-Type Anodes for Lithium-Ion Batteries[J]. Progress in Chemistry, 2026, 38(8): 1568-1584 DOI:10.7536/PC20251104

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1 引言

锂离子电池作为一种新兴能源,因具有高能量密度、长循环寿命、低自放电率及无记忆效应等优势而被广泛应用[1-5]。随着清洁能源需求的上升及电子设备技术的迭代升级,锂离子电池在能量密度、功率密度、循环寿命、安全性及成本等方面的要求也日益提高。

石墨作为商用锂离子电池的负极材料,虽具备良好的循环稳定性和兼容性,但其理论比容量较低(372 mAh/g),限制了电池能量密度的进一步提升[6]。此外,锂枝晶的形成以及负极表面固体电解质界面(SEI)膜的生成不仅会导致电池不可逆的容量损失,而且还存在潜在的安全隐患,制约了石墨在未来高能量密度锂离子电池中的应用。

合金型负极材料的发展为解决传统石墨负极容量低的问题提供了新的方向。Si、P及Sn等均能够与锂形成合金,具有很高的理论比容量。例如,硅的理论比容量可达4200 mAh/g(基于合金相Li22Si5)[7],磷为2596 mAh/g(基于合金相Li3P)[8],锡为994 mAh/g(基于合金相Li22Sn5)[9],均远超石墨负极,这使它们成为下一代锂离子电池负极材料的有力候选,有望显著提升电池的能量密度。然而,合金型负极材料在实际应用中也面临着显著挑战,尤其是充放电过程中的体积膨胀问题。在锂离子嵌入和脱出过程中,这些电极材料会发生显著的体积变化,导致电极粉化、脱落及与集流体的接触不良,进而降低电池的循环寿命和库仑效率[10-14]。此外,电极材料与电解液的界面稳定性也是个问题,两者界面处的副反应会引发活性锂的不可逆消耗,使电池的首次库仑效率常低于75%,进一步加剧电池的容量衰减;同时,SEI膜的动态破裂与再生导致恶性循环,显著降低电池的循环稳定性[15-18]。因此,深入研究合金型负极材料的界面作用机制,并开发有效的改性策略,对推动这些负极材料的实际应用具有重要的科学和实用价值。

近年来,研究人员围绕合金型负极的界面问题开展了大量研究,包括针对不同合金型负极进行纳米结构设计[19]、电解液设计[20]以及表面涂层修饰[21]等,在缓解电极材料体积膨胀、稳定SEI膜及抑制副反应等方面取得了显著的进展。然而,合金型负极界面失效是多因素相互作用的结果,单一机制的讨论难以揭示其本质。为此,本文以“体积膨胀-界面副反应-SEI膜演变”之间的动态耦合关系为主线,系统综述了合金型负极的界面作用机制与改性策略。首先从体积膨胀这一微观结构出发,阐释其如何诱发电极的物理破坏,如何加剧界面副反应;进而分析副反应所引起的活性锂损失,以及SEI膜组成、结构的动态不稳定性;最后,重点梳理如何通过纳米结构设计、电解液添加剂调控及表面涂层设计等策略解决上述问题,构建稳定且致密的SEI界面,进而提升合金型负极的循环寿命与可逆容量。本文旨在为高性能锂离子电池的设计提供理论参考。

2 合金型负极界面失效机制

通常合金型负极的界面失效并非由单一因素导致,其在充放电过程中的界面失效是一个多因素耦合的复杂过程。合金型负极剧烈的体积膨胀是导致界面失效连锁反应的核心,由此产生的机械应力会破坏界面的稳定性,进而引发副反应与活性物质的损失,而副反应的持续进行又会进一步恶化界面环境,最终导致SEI膜呈现动态不稳定,这几个方面共同作用导致了合金型负极SEI界面的失效。

2.1 体积膨胀引发的界面失效

在电池充放电过程中,合金型负极的剧烈体积变化是导致其界面失效的初始诱因,由此产生的机械应力破坏了电极与电解质界面的结构完整性,进而加剧了副反应的发生,以及SEI膜破裂-再生的动态循环。硅基负极材料在锂化过程中的体积膨胀可达300%以上[22-25],不同尺寸的硅颗粒会表现出明显不同的体积膨胀行为[26-27]。例如,纳米硅粉和粒径为1 μm的硅粉在循环初期会形成干河床状电极裂纹,但随着循环次数的增多裂纹会逐渐愈合;而粒径为5 μm的硅粉则在体积膨胀过程中形成爆米花状的疏松结构,甚至形成树枝状硅,导致活性材料与集流体分离[28]。锡基负极的体积膨胀更为明显,因为锡基负极在锂化过程中会经历多步结晶相变,从而导致其体积膨胀率更高;即使将锡纳米颗粒的尺寸降低至10 nm,其也会因相界处晶格失配产生应力,进而发生开裂,这种机械损伤不仅会导致活性颗粒粉碎,还会使活性材料与集流体失去电接触;而且持续暴露的新鲜表面,还会引发电解质的副反应,造成锡基负极材料的容量快速衰减与循环性能的衰退[29]。总之,体积膨胀产生的非均匀应力场是导致合金负极界面失效的主要原因,应力集中于颗粒表面的缺陷及晶界等区域,使颗粒粉碎,进而导致电极的开裂。

对硅基负极及磷基负极的研究进一步发现:体积膨胀引发的结构破坏会使这些电极材料的结构破损,并导致副反应的发生。如图1a所示,硅纳米多孔合金型负极在早期锂化时,体积膨胀会导致活性材料粉碎,形成的硅纳米颗粒被厚的SEI层包裹;脱锂过程中的体积收缩则使SEI膜与硅纳米颗粒从电极表面剥离,形成“膨胀粉碎-SEI包裹-收缩剥离”的结构破坏循环[30]。磷基负极材料的体积膨胀机制与硅基负极材料完全不同[8,31],其锂化过程经历P→LiP7→LiP5→Li3P的多步相变,总体积膨胀达300%,且相变伴随层间滑移与化学键重构(图1b);原位TEM的研究表明,黑磷锂化时边缘先形成Li3P相,由此产生的剪切应力导致片状黑磷沿层间开裂,进而与集流体分离,同时引发SEI膜的脆性断裂;此外,磷的体积膨胀还会伴随LiP7等可溶性中间产物的生成,这些产物可以先溶解于电解液中,而后在界面处重新沉积,进一步破坏了SEI膜的连续性[32]。

不同合金型负极的结构破坏,最终都会导致SEI膜破裂;当膨胀应力超过SEI膜的机械强度时,SEI膜破裂并暴露出新鲜的电极表面,后者持续与电解液反应,加剧了副反应。

2.2 界面副反应与活性物质损失

合金型负极与电解液的界面副反应是导致活性物质不可逆损失的关键因素,其反应路径取决于材料的化学特性与电解液的组分;该反应常与电极材料体积膨胀引发的物理破坏形成耦合作用:体积膨胀导致的SEI膜破裂为副反应提供了新的反应表面,副反应产物进一步削弱界面的机械强度,加剧SEI膜的开裂与脱落,最终导致活性物质的大量损失。

界面副反应引发的自催化循环是合金型负极失效的主要原因之一。电解液中的LiPF6在残留水分的作用下发生水解(LiPF6+H2O→POF3+2HF+LiF),生成的HF与硅负极反应生成SiFx,后者进一步与水反应生成更多的HF,形成“水解-腐蚀-更多HF生成”的自催化循环;此外,该反应产生的POF3与HF等产物还会与SEI膜中的Li2O反应,破坏其结构完整性;同时P元素在多晶硅颗粒的晶界偏聚,加快电解液沿晶界渗透,该循环会持续腐蚀电极材料表面,导致活性物质的不断流失。冷冻原子探针研究结果表明,未循环的硅电极中已出现溶解的Si离子,随着循环次数的增加,电解液中出现约10 nm的硅碎片,这些硅碎片表面覆盖着一层SiOx壳层,该壳层会持续消耗电解液中的活性成分,加剧了硅基底的腐蚀与硅颗粒的粉碎[33]。

SEI膜的反复破裂会进一步加剧电解液对活性物质的消耗。硅在嵌锂/脱锂过程中300%的体积变化会撕裂SEI膜,暴露出来的新鲜硅表面又促使碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯等电解液成分分解生成LiCO3和LiF等,该过程不仅消耗了大量Li+离子和溶剂分子,还导致了SEI膜厚度的不均匀[34],进一步使SEI膜的机械强度下降,在后续体积变化中更易破裂,形成“体积膨胀→SEI破裂→副反应加剧→SEI更易破裂”的恶性耦合循环。原位同步辐射的研究结果表明:标准电极因为SEI膜的初始破裂,使其在首次放电初期电解液的体积骤降了30%;而经活化处理后的电极则凭借更稳定的SEI膜,使电解液的消耗显著降低[35]。这一差异表明,SEI膜的初始破裂是界面副反应发生与加剧的关键,而副反应引发的电解液损耗与SEI膜厚度的不均匀,会进一步削弱界面的稳定性,推动SEI膜进入动态不稳定的恶性循环。

磷基负极的SEI界面失效同样也很大程度地源于电极与电解液界面发生的副反应。磷在嵌锂过程中的体积膨胀,导致SEI膜反复膨胀收缩[36-37],形成分层结构并变厚,这种机械应力使SEI膜出现微裂纹,暴露出新鲜的磷表面,引发了电解液的持续分解。首先,新鲜磷表面的P—O键与电解液中的LiPF6发生反应,生成LiF和Li3PO4,导致SEI膜的离子电导率下降[38]。电解液中的微量水分(>50 ppm,1 ppm=1×10-6)还会引发磷的水解反应:P+3H2O→H3PO3+PH3↑,生成的亚磷酸与LiPF6反应释放HF;HF既腐蚀SEI膜中的Li2CO3等成分,又与磷发生二次反应:P+4HF→PF3↑+2H2↑,导致磷颗粒腐蚀(图2),进一步加速了SEI膜的破裂[38]。其次,界面反应的持续进行不仅会破坏SEI膜本身,还会影响电极的内部结构,常用的PVDF黏结剂会与嵌锂产物Li3P发生界面副反应,导致PVDF分子链中C—C键及C—F键的断裂[39],黏结剂黏度下降,既无法维持电极结构的完整性而引发活性物质脱落,又会生成P—C及P—F等产物破坏均匀而致密的SEI膜。除此之外,磷嵌锂过程中产生的可溶性多聚磷酸锂(LixPs)会从工作电极溶解并向对电极迁移[40],既消耗了活性锂与电解液,又迫使SEI膜反复再生为疏松多孔结构,最终降低了电池的电化学性能。

锡基负极SEI膜失效源于相转变诱导的机械应力与界面副反应的协同作用。首先,锡嵌锂过程会经历两步可逆的晶相转变(Sn→Li2Sn5→LixSny→Li22Sn5),产生的剧烈体积变化使SEI膜产生裂纹,由此暴露的新鲜锡表面又会引发电解液的持续分解,使再生的SEI膜松散多孔,导致离子传导能力降低[41]。其次在脱嵌锂阶段,锡基合金体积收缩会形成方形或六边形的规则空隙,这些空隙聚集后将电极分割成碎片,导致电极粉碎,不仅破坏了SEI膜的完整性,还使粉碎的锡纳米颗粒与导电基质失去电接触,造成活性物质的永久性失活。此外,在锡基合金负极相转变过程中,晶粒的细化与不同锂锡相之间的转化反应,会导致不同相边界之间存在差异,使SEI膜在相边界处应力集中,进一步加速了SEI膜的破裂。

2.3 SEI膜的动态不稳定性

在合金型负极体积膨胀与界面副反应导致活性物质失活的双重作用下,SEI膜界面不断失效,暴露出的新鲜界面与电解液重新接触,使得SEI膜再生。在SEI膜反复破裂和再生的过程中,活性材料和电解液不断被消耗,同时SEI膜不断增厚,增加了Li+离子的传输电阻,最终导致合金型负极材料的容量衰减[42]。

研究表明,SEI膜的动态不稳定性与副反应产物的组成及电极材料的结构缓冲能力密切相关。Wu等[43]对比研究了LiClO4基和LiPF6基电解液中硅电极的SEI膜特性,结果表明SEI膜的动态不稳定性与其化学组成及微观结构密切相关。LiClO4基电解液中形成的SEI膜更致密光滑,主要物相为LiCl,分布于SEI膜的外层和内层,锂离子传导性能更高;在LiPF6基电解液中形成的SEI膜则含有键能更强的LiF(577 kJ/mol),其结构粗糙且离子传导性能低,导致锂离子扩散受阻,扩散系数低至10-23 m2/s。

在此基础上,Shen等[44]通过原位和非原位TEM观察发现,除了化学组成带来的影响外,电极材料结构对体积变化的缓冲能力也是影响SEI膜稳定性的重要因素。多孔硅材料的孔隙可缓冲电极的体积膨胀应力,减少SEI膜的机械破坏,从而降低副反应的发生,间接抑制了SEI膜的动态破裂;而致密硅材料因应力集中导致SEI膜反复破裂,使副反应持续加剧,且易生成Li15Si4晶体,加剧了材料的体积变化,进一步加速了活性物质脱离,使界面失效。Zhou等[45]通过原位SEM表征进一步证实,GeSe合金形成的Li-Se-Ge刚性网络可均匀分散电极的体积膨胀应力,减少SEI膜的破裂,从而降低副反应的发生,使材料在约200%的体积膨胀下仍能保持SEI膜的完整;而纯Ge的SEI膜则因应力集中产生裂纹,加剧了副反应的持续发生,使SEI膜一直处于动态不稳定中,最终导致活性物质脱离。此外,Liu等[46]通过有限元模拟发现:纯锡颗粒由于没有缓冲结构,所以在Sn的相转变过程中会在晶界处发生应力集中现象,且局部应力高达1200 MPa,应力集中于颗粒的接触点,加剧了SEI膜的动态失效,最终造成活性物质的脱落与容量的快速衰减。

综上所述,硅基、磷基及锡基等合金型负极SEI界面失效的机制均为体积膨胀诱导SEI膜机械破裂,导致新鲜表面暴露而引发界面副反应,加剧了SEI膜的动态不稳定性,进一步形成恶性循环,最终导致活性物质损失与离子传输受阻。但不同合金负极的界面失效本质差异在于:硅基负极的体积膨胀伴随着非晶化转变,裂纹产生行为依赖于粒径且受LiPF6水解产生HF的自催化腐蚀影响。而磷基负极经历多步相变与层间滑移,诱发剪切开裂;同时,生成的多聚磷酸锂虽能一定程度上抑制可溶性中间产物的溶解与迁移,但也会在局部积累并与Li3P等副产物反应,共同破坏SEI膜的连续性和稳定性。锡基负极的失效则源于两步晶相转变引发的晶粒细化与团聚,最终导致电极材料的结构破裂和失活。

3 界面演变及改性策略

合金型负极的SEI界面失效是多机制耦合作用的结果,但硅基、磷基及锡基等体系的失效原因存在着显著差异,这主要归因于各体系独特的相变特征,以及可溶性中间产物的溶解与迁移行为差异。然而,这类体系的共性核心矛盾在于SEI膜的动态失稳。SEI膜的动态变化与其形成过程和演变规律直接相关,因此,深入理解这一过程并据此设计界面改性策略,是抑制界面失效、提升电极稳定性的关键。

3.1 SEI膜界面演变

SEI膜是电解液与电极在固液相界面发生电化学反应的产物,覆盖于电极表面形成一层致密的钝化层,其形成与演化过程直接决定电极界面的稳定性。SEI膜的形成主要分为两个阶段:在初始接触阶段,锂与电解液直接接触(图3-1),电解液中的有机组分发生还原分解,在锂表面形成初始SEI膜(图3-2);在电池运行阶段,负极极化导致电解质组分进一步分解(图3-3),在负极表面沉积并最终形成有机/无机复合层结构的SEI膜(图3-4)[47]。SEI膜的形成过程主要发生在电池的活化初期,具有传导离子和隔绝电子的特性,能有效阻隔电解液与负极材料的直接接触,抑制电解液的过度分解,是维持电池长循环稳定性的核心界面层[48-49]。

作为锂离子电池负极的关键保护层,SEI膜的组分、形貌与结构受电极电位、温度及电解液组分等因素的协同调控,其演变本质在于SEI界面组分的选择性分解与离子迁移速率之间的平衡,而对这一平衡进行精准调控是实现电极界面长期稳定的前提。电极电位是调控SEI膜组分选择性分解的核心因素,电位梯度决定了电解液组分的分解顺序:在低电位(<0.1 V)下,以Li2CO3和LiF等无机相为主,这赋予SEI膜优异的机械稳定性;而在高电位(>3.0 V)下,则倾向于形成以烷基碳酸锂为主的有机相,这有助于离子传输[50]。Morales-Ugarte等[51]的研究进一步证实了SEI膜的形成与电位之间的关系:在0.8~0.2 V内,碳酸亚乙烯酯优先分解并形成含Li-OCOOC2H5的有机层;在0.2 V以下时,离子液体分解生成聚氧化砜、Li3N、Li2S及LiF等无机相;当电位降至0.01 V时,SEI膜组分趋于稳定,且以无机相为主,膜厚度一般不超过5 nm。

温度通过影响SEI膜的离子迁移速率、电解液稳定性及界面反应动力学,来改变SEI膜的组成与结构。室温下形成的SEI膜有助于提升电池在极端温度下的稳定性[52]。Dong等[53]针对硅基负极的研究表明,25 ℃时,SEI膜经历了预形成、结构重组/优化至逐渐衰减的动态演化过程;当温度升高至55 ℃时,有机锂盐溶解度增大,使SEI膜中LiF和Li2CO3等无机盐比例变大。这种变化在一定程度上降低了阻抗,但加剧了电解液的消耗;而在0 ℃时,由于Li+的扩散动力学受限,随着循环的进行,SEI膜中无机相富集并结构致密化,逐步改善了其固相迁移能力。Nemati等[54]的研究进一步证实,极端温度会显著损害SEI膜的稳定性:高温会导致SEI膜厚度剧增及负极材料的开裂;而-20 ℃的低温同样也会导致SEI膜增厚,两者均显著增加了界面阻抗,缩短了电池循环寿命。而通过在电解液中引入氟代碳酸乙烯酯(FEC)[55]等添加剂,可定向诱导生成Li3N含量高而LiF含量低的SEI膜;此类SEI膜具有更低的界面阻抗和更快的离子传输动力学,从而显著提升电池在低温(如-40 ℃)环境下的界面稳定性与循环性能。

在电解液中引入添加剂也是定向调控SEI膜形貌与结构的有效策略。通过调控电解液组分的分解路径,可形成兼具高弹性模量及高离子电导率的SEI膜,从而增强其机械稳定性与动态修复能力。例如,Ghaur等[56]将氟代磷酸酯类化合物与FEC组合作为电解液添加剂,显著改善了锂离子电池SEI膜的稳定性。该复合添加剂可诱导形成光滑且均匀的SEI膜,细化颗粒,同时抑制SEI膜的破裂与再生,减少活性锂与电解液的消耗,进而延长电池的循环寿命。XPS分析进一步表明,氟代磷酸酯类化合物的分解产物可以调控SEI膜的组成,其与FEC在SEI膜形成过程中共同作用,优化了SEI膜的界面结构,从而提升了电极的循环稳定性。这种协同调控机制为多功能添加剂复配体系的设计提供了重要理论依据。

总之,对于合金型负极而言,SEI膜的形成与演化是维持锂离子电池界面稳定的关键,其组分和结构受电位、温度及电解液组分等多因素协同调控。然而,目前对SEI膜的研究仍存在如下问题:第一,合金型负极在脱嵌锂过程中存在显著的体积膨胀效应,导致SEI膜反复破裂与再生,持续消耗活性锂与电解液,根源在于SEI膜的机械性能无法适应电极的体积变化;第二,在高电压、超低温等极端条件下,SEI膜易发生组分分解,导致结构稳定性的下降与界面阻抗的增大,其主要原因在于极端条件下界面反应热力学与动力学失衡;第三,现有SEI膜的动态修复能力有限,难以满足合金型负极材料的长循环要求,这主要受限于SEI膜组分的固有特性与界面反应的不可逆性。因此,合理设计合金型负极材料,实现对SEI膜的组成、结构和演变行为的精准调控,是进一步提升锂离子电池性能的关键。

3.2 界面改性策略

常见的SEI膜界面改性策略包括“纳米结构设计缓解负极材料的体积膨胀”,“引入电解液添加剂调控SEI膜的组成”以及“表面涂层设计进行力学缓冲以稳定SEI膜”等,通过这些改性策略可以平衡电解液的化学稳定性与Li+离子传输效率,保证电池的循环寿命。

3.2.1 纳米结构设计

纳米结构设计不仅可以缩短Li+离子的传输路径,提供更多的电化学反应活性位点[57];还可以减小电极的体积膨胀,提高锂离子电池的循环性能。以硅基负极为例,纳米化结构设计可以在体积膨胀的过程中更好地释放应力,有效地避免结构的坍塌,保持SEI膜结构的完整性[58-59]。目前,研究较多的纳米负极材料有零维(0D)纳米颗粒、一维(1D)纳米线、二维(2D)纳米片和三维(3D)纳米材料等(图4)。

零维的纳米颗粒可通过小尺寸效应来缓解体积变化对SEI膜的机械破坏[60],进而缓解合金型负极材料因体积膨胀导致的SEI膜反复破裂的问题。Vlčková Živcová等[61]先以粒径约6 nm的硅纳米颗粒(SiNP)为原料,并将其嵌入导电碳(CB)基质中制备了SiNP@CB负极,再采用电化学原位拉曼光谱技术研究了该电极在锂化脱锂过程中的SEI膜变化。结果表明:纳米尺度的硅颗粒可通过释放应力来减少电极的结构坍塌,SEI膜在首次循环形成后逐渐稳定(图5a),100次循环后电极的可逆容量仍达约650 mAh/g;原因是纳米颗粒的小尺寸效应缓解了体积变化对SEI膜的机械破坏,抑制了SEI膜厚度的异常变化,从而减少了电解质与硅的持续反应。Xu等[62]通过气相喷雾热解法制备了纳米锡/碳复合材料。该研究结果表明,纳米锡颗粒均匀分散于球形碳基体中,不仅能有效缓冲纳米锡颗粒的体积应变,还可以通过碳基体进一步适应电极的应力变化。此外,碳基体有助于形成稳定且均匀的SEI膜,从而避免了该界面因体积反复膨胀而破裂。不同于硅基负极和锡基负极的纳米结构设计策略,Cheng等[63]以低成本红磷和石墨为原料,通过球磨法制备了红磷/石墨复合材料;该复合材料在1300 mA/g高电流密度下循环600次后仍能保持1713 mAh/g的高容量。其具有优异电化学性能的原因在于球磨诱导的颗粒纳米化与化学键合的双重作用:一方面颗粒细化可以减小体积膨胀带来的应力;另一方面,红磷与石墨生成P―C和P―O―C共价键,形成了兼具导电性和结构稳定性的复合框架;该结构既解决了红磷本身导电性差(1×10-12 S/cm2)的问题,还抑制了体积膨胀导致的电极失效,使SEI膜在长期循环过程中保持了结构稳定。

此外,直径较小的1D纳米线、纳米纤维及纳米棒等凭借其独特的几何结构与空间缓冲能力[64],可为电极材料在循环中的体积膨胀提供空间,解决SEI膜因体积剧烈变化引发的反复破裂与再生问题。Shen等[65]先用碳热冲击技术将光伏废硅转化为非晶硅纳米线,并将其原位负载于碳布上制备了无黏结剂负极(图5c,SiNWs@CC纳米线)。该电极在2 A/g下循环250次后容量仍高达2150 mAh/g,初始库仑效率达91.35%;非晶硅的各向同性结构可均匀释放电极在循环过程中的体积膨胀应力,碳布基底与纳米线的紧密结合使SEI膜均匀生长,且生成了高弹性模量的LiF,减少了SEI膜破裂的概率。Gao等[66]采用双温区加热法制备出高纯度的纤维状磷负极材料,并将其与石墨复合制备了FP-G负极。该电极在4.0 A/g的高电流密度下循环1300次后容量仍达到1048.4 mAh/g,其容量保持率为83.2%。这主要得益于纤维状磷材料独特的层状纤维结构与高的长径比,有效抑制了SEI膜的反复拉伸挤压,避免了其破裂剥离,最终形成成分均一且力学性能稳定的SEI膜。此外,该材料的赝电容贡献占比高达88.6%,大幅度提升了电化学反应动力学,降低了在高倍率下SEI膜的过度生长与失效,从而解决了传统磷基负极材料导电性差与循环稳定性差的问题。对锡基负极而言,目前多通过复合纳米结构设计的思路来稳定SEI膜,Ben等[67]通过设计Si-Sn复合纳米线材料,凭借纳米线的高机械强度与内部孔隙,有效缓冲了电极的体积变化,抑制了SEI膜的反复破裂;该设计利用硅的高容量与锡的高倍率性能,弥补了单一硅基负极材料或锡基负极材料性能的不足。

二维纳米片可通过其平面结构来分散应力,且具有短程扩散的优势,能够缩短Li+的传输路径[68],从而缓解了SEI膜因局部应力集中或扩散受阻导致的失效问题。Qin等[69]以十六烷基三甲基溴化铵-乙二胺四乙酸二钠为模板,先通过溶胶凝胶法合成SiO2纳米片,再采用镁热还原法将SiO2纳米片转化为硅纳米片,最后以葡萄糖为碳源,通过热处理在硅纳米片表面包覆碳层,制备了碳包覆硅纳米片复合电极材料(图5b,pSi@C纳米片)。结果表明:二维纳米片的应力分散作用缩短了Li+的扩散路径,碳涂层紧密包裹硅纳米片限制了其体积膨胀,避免了因硅颗粒团聚或破裂导致的SEI膜失效。该电极在 1 A/g下循环150次后的可逆容量达2236 mAh/g,容量保持率为71.5%。Liu等[46]制备了核壳结构的Sn@SnOx负极材料,其在0.5 A/g下循环900次后的容量保持率达84%。该电极材料在SnOx壳层处形成了氧浓度梯度分布层:外层的高氧区与Li+结合生成Li2O,构建稳定的SEI膜;中间层的无定形SnOx通过插层机制形成快速的离子交换区,促进Sn进一步锂化生成Li4.4Sn;壳层的无序片状结构可分散应力,将体积膨胀从142.9%降至63.0%,避免了颗粒的粉化;同时,Sn—O共价键在一定程度上抑制了氧的扩散,维持了结构的稳定性,进而解决了传统锡基材料锂化不完全和体积膨胀严重的问题。

具有三维纳米结构的材料通过其互连网络与多级空间,来缓冲体积膨胀产生的应力,还可以优化导电通道并提供结构支撑[70-71],从而解决了单一维度结构设计难以兼顾缓冲应力与传输电荷的问题,稳定了SEI膜。Lin等[72]以硅纳米颗粒、淀粉和碳纳米管为原料制备了2D/3D混合碳复合材料。结果表明,该复合材料通过多种物相协同作用,利用2D碳层约束硅的局部膨胀,3D碳纳米管提供整体结构支撑,使得质量分数为77.1% Si@SiO的电极体积膨胀率仅23%,2 A/g下循环500次后的容量衰减率低至0.04%。Zhu等[73]将0D的SnO2纳米颗粒、1D的碳网络与2D的MoS2纳米片复合,成功制备了0D/1D/2D结构的(SnO2/MoS2)@C复合电极材料(图5d)。该复合电极材料中的0D SnO2纳米颗粒缩短了Li+的扩散路径,1D碳网络提升了电子的传导效率,2D MoS2纳米片凭借其高机械强度缓冲了电极体积膨胀产生的应力,抑制了颗粒的团聚;三者的协同作用不仅分散了电极材料的膨胀应力,还增强了离子与电子的传输动力学,最终稳定了SEI膜;同时,Mo与Sn间的化学相互作用也进一步抑制了Sn纳米晶粒的粗化,解决了传统锡基材料导电性差且体积膨胀严重的问题。

综上所述,通过维度调控、成分优化及空间缓冲等方式,对合金型负极材料进行结构设计,可以有效缓解电极的体积膨胀,提升SEI膜的稳定性。0D纳米颗粒借助小尺寸效应释放应力,1D纳米材料通过空间缓冲来稳定界面,2D纳米片可以协同应力分散与离子传输,3D纳米结构则具有多级空间优势,从而可以在一定程度上减少SEI膜的破裂与副反应的发生,提升电极的循环稳定性及倍率性能。然而,该策略仍存在以下问题:(1)纳米结构比表面积高导致的活性锂过度消耗,电极材料结构复杂难以规模化制备;(2)极端条件下电极材料易团聚,SEI膜的阻抗变大导致电池性能衰减;(3)纳米颗粒与基质界面之间的结合不足易导致SEI膜失效。

3.2.2 电解液添加剂调控

在合金型负极表面构建稳定且坚固的SEI层是确保锂离子电池保持循环稳定性的关键,通过合理的电解液设计来优化SEI膜的组成和分布,可减少充放电过程中负极材料与电解质之间的界面反应,减少活性锂的损耗[74-77],进而提升电池的稳定性和电化学性能。目前,锂离子电池合金型负极主要通过引入成膜型电解液添加剂、结构优化型电解液添加剂以及离子传导型电解液添加剂来调控SEI膜的形成与性能。

成膜型电解液添加剂通过在合金型负极表面优先分解或与其他添加剂协同作用,构建成分均匀、结构致密且力学性能稳定的SEI膜,从根本上抑制电解液副反应的发生与活性物质损失。例如,Guo等[78]在全氟电解液体系中加入0.02 mol/L草酸二氟硼酸锂(LiDFOB)作为成膜型添加剂来调控电解液的溶剂化结构,促进LiPF6优先分解,形成以LiF为主晶相的薄且均匀的SEI膜。同时,LiDFOB分解产生的B—O和B—F键协同优化了SEI膜的柔韧性与稳定性(图6a~c)。此外,LiF低的溶解度和高的力学稳定性有效抑制了有机物的过度生成,使电极材料在1 A/g下循环200次后仍保持2084 mAh/g的高可逆容量,容量保持率为74%(图6d),证实无机SEI膜对微米硅的体积膨胀具有良好的缓冲作用。然而,单一的成膜型添加剂往往难以同时解决颗粒团聚与界面稳定性问题。例如,Ma等[79]首次将二乙烯三胺五(亚甲基膦酸)(DTPMP)应用于硅负极,其磷酸基团可与硅表面的羟基形成P—O—Si化学键,另一端则与CMC形成氢键,来增加纳米硅颗粒间的内聚力(图7a);同时,磷酸基团中的P══O键的强极性促进了Li+快速扩散,且DTPMP具有较低的LUMO能级(-0.5543 eV),可优先参与SEI膜形成(图7b),减少有机副产物的生成,从而抑制了颗粒团聚,并提高了SEI膜的稳定性。随着应用场景的不断拓展,要求成膜型添加剂适配更复杂的电极结构以及更极端的运行条件。针对这一问题,Zhang等[80]利用局部高浓度电解液(LHCE)来调节硅碳负极的预锂化过程。该体系通过稀释剂调控离子的溶剂化鞘层结构,减少游离的溶剂分子,从而抑制电解液与硅表面的副反应;同时,FEC诱导形成的SEI膜兼具高离子导电性的无机相和柔性的有机相,在提供力学支撑的同时缓冲了电极材料的体积变化,从而补偿锂损失并提升界面稳定性,使预锂化后电极的初始库仑效率提升至84%。此外,为应对宽温度条件下的应用需求,Chae等[81]设计了以OTE(1H,1H,5H-八氟戊基1,1,2,2-四氟乙基醚)为稀释剂的局部高浓度电解液。通过添加OTE来优化溶剂的结构,诱导形成富含LiF的致密的SEI膜,其高沸点(133 ℃)也确保了高温下SEI膜的稳定性。相较于传统电解液体系,该体系诱导生成的SEI膜更薄且更均匀,仅覆盖于复合电极表面(图7c)。电极在30 ℃下循环500次后容量保持率为80%,45 ℃下循环300次后保持率为76.5%,均远高于传统的电解液体系,表明该体系可在较宽的温度范围内提高界面稳定性。

结构优化型添加剂通过调控电解液的溶剂化结构、界面相互作用以及电极微观结构,来优化SEI膜的力学强度、柔韧性及固液相界面的兼容性,以满足不同合金型负极的结构需求。针对SEI膜因体积膨胀易破裂的问题,Han等[82]在铋基负极电解液中引入含氟共溶剂,通过调控Li+的溶剂化结构使PF6-优先吸附并分解,形成刚柔并济的SEI膜。其中,富含LiF的内层作为力学骨架提供机械支撑,富含有机物的外层则通过改善电解液的润湿性促进离子传输,并借助界面空间电荷效应调节电极与电解液的相互作用,成功缓解了铋基负极剧烈的体积膨胀(215%),使电极在5.2 C倍率下循环1300次后的容量保持率达到89.6%。类似地,Li等[83]将LiPF6溶于FEC、环丁砜和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚的混合溶剂中,通过界面空间电荷效应调控,使SEI膜中的Li2O与LiF协同作用,既降低了界面结合力,又提升了离子导电性,使电极在4.3 V高电压下循环250次后的容量保持率超过80%。为进一步提升SEI膜的力学性能与环境兼容性,Li等[84]开发了一种无氟电解液体系。该体系以2 mol/L LiBH4为添加剂,利用其与硅表面的SiOx发生化学反应,原位生成LixSiOy-LiBOx界面层。该界面层通过化学键合作用增强了SEI膜与电极的结合力,同时避免了氟污染;其兼具高杨氏模量(27.6 GPa)与良好的离子传导性,有效缓解了硅基负极的锂损耗问题,为无氟电解液的开发提供了新思路。为适配高能量密度电池需求,Liang等[39]发现传统的PVDF黏结剂与磷基负极产物Li3P间存在着副反应,而采用聚磷酸铵黏结剂并结合FEC添加剂可解决这一问题。其机理在于:聚磷酸铵中的磷处于最高价态,不与Li3P反应;其强极性基团易吸附多聚磷酸锂,抑制了可溶性中间产物的溶解与迁移;同时,聚磷酸铵与FEC的协同作用构建了成分均匀的SEI膜,增强了SEI膜与电极的结合力,从而维持了电极结构的稳定性。

离子传导型添加剂主要通过优化SEI膜的离子传输通道和界面电荷转移特性,提升Li+离子传导速率,从而解决高倍率下性能不佳和极端条件下离子传输受阻等问题。例如,磷基负极面临的主要问题在于其SEI膜的形成电位(<0.74 V)严重滞后于Li-P合金化反应电位(约1.5 V)。这种“电位滞后”现象导致电极在合金化过程中已发生体积膨胀并产生裂纹,而保护性的SEI膜尚未及时形成。为解决该问题,Liu等[36]引入了具有高还原电位(>1.4 V)的FEC添加剂,利用FEC的还原电位与Li-P合金化电位匹配,使其能够在合金化反应的同时进行分解,减少电极因新表面暴露而引发副反应的概率,形成稳定且富含快离子导体(Li3PO4)的SEI膜。为进一步提升离子传输速率,Han等[85]提出“二次溶剂化鞘层”的策略,在磷基负极的高浓度电解液中引入双氟磺酰亚胺阴离子,利用双氟磺酰亚胺阴离子与Li+的静电相互作用使Li+离子脱离初级溶剂化鞘层,进而缩短离子传输路径;同时,双氟磺酰亚胺阴离子聚集形成的离子聚集体可诱导形成稳定的SEI膜,有效抑制了多聚磷酸锂的溶解,使磷基负极在200 mA/g下保持了19个月的稳定循环,实现了离子传输效率与界面稳定性的双重突破。而针对极端低温下离子传输缓慢的问题,Tan等[86]设计了2-甲基四氢呋喃基电解液。该电解液的溶剂具有低极性特性,可参与构建溶剂化结构以降低去溶剂化的结合能,进而减小了Li+传输的能垒,同时诱导形成了富含无机相的SEI膜,维持了界面的稳定,使该电极在-30 ℃下仍能保持室温容量的80%,解决了极端低温下离子传输效率低与界面稳定性差的双重挑战。

综上所述,通过设计成膜型电解液添加剂、结构优化型电解液添加剂及离子传导型电解液添加剂,可以有效解决合金型负极普遍存在的界面稳定性差、力学适配性不足及离子传输效率低等关键问题。成膜型电解液添加剂的引入可以实现电池在极端条件下应用;结构优化型电解液添加剂可协同提升电池的不同性能;离子传导型电解液添加剂则实现了从局部离子传输提升到溶剂化结构调控的突破。未来可通过多功能添加剂的协同设计,同时实现成膜、结构优化以及离子传导功能的提高,实现极端条件(高低温及高电压)下电解液的稳定性。

3.2.3 表面涂层设计

表面涂层设计既可以缓冲电极体积变化产生的应力,又可以调控界面化学环境,从而抑制充放电时因体积膨胀导致的电极结构粉碎,减缓界面的副反应,降低活性物质的损失速率。涂层不仅可通过力学约束来分散膨胀应力,还能定向调控SEI膜的组成、结构与性能,从而抑制界面副反应的发生以及活性物质的损失[87-89]。目前合金型负极表面涂层设计主要通过与碳材料、金属氧化物及聚合物等的复合来缓解电极的体积膨胀,通过结构优化与成分调控的结合来提高锂离子电池的循环稳定性和倍率性能。

碳基涂层凭借其优异的导电性与机械柔韧性,成为合金型负极最常用的表面改性策略,通过构建连续的导电网络以缓冲电极材料的体积膨胀,同时利用碳表面的化学活性来调控电解液的分解路径,促进SEI膜中生成稳定的无机成分[90-91],减少有机副产物的无序积累。单一碳涂层通过优先吸附电解液添加剂[92],可显著提升SEI膜的力学强度。例如,Wang等[93]以硅纳米颗粒为原料,采用化学气相沉积的方法,制备了碳涂层包裹的Si@C复合电极材料。碳涂层可促进FEC的优先吸附与分解,形成LiF含量多但Li2CO3及LiPOFx含量低的SEI膜,该SEI膜的杨氏模量更高,能有效耐受硅嵌锂过程中约300%的体积膨胀,抑制硅颗粒的粉化与SEI膜的破裂。使材料在1 C下循环1000次后的容量为1200 mAh/g,远高于纯硅的100 mAh/g。单一碳涂层在均匀分散应力和优化SEI膜成分上存在局限,复合碳涂层[94]通过多组分协同作用,可以有效缓解这个不足。Li等[95]采用沥青基碳与石墨烯共包覆制备了Si@C/G复合电极材料,沥青基碳的低比表面积减少了SEI膜形成过程中的活性锂消耗,而石墨烯构建的三维网络则高效分散了材料的体积膨胀应力,使SEI膜更薄且均匀,避免了传统硅电极中SEI膜过厚与反复破裂的问题。Han等[96]制备了“碳-氟化锂复合涂层”包裹的微米级硅负极材料(mSi@MCLF),通过LiF的引入使SEI膜中的无机成分占比提升至80.1%,高于纯碳涂层的69.6%(图8c~d),其杨氏模量达5~8 GPa,可承受微米级硅的体积膨胀;此外,SEI膜低的功函数促进了Li+的脱溶剂化过程。针对锡基材料剧烈的体积膨胀,Zhao等[97]制备了核壳结构的Sn@Void@C复合涂层,通过调控四乙氧基硅烷的水解时间对空隙厚度进行精准调控,当金属锡核直径与碳壳内径比(d1/d2)为0.55时,两者之间存在的空隙可完全适应Sn的体积膨胀,避免因局部应力集中而导致的SEI膜破裂。

氮、硫等杂原子掺杂[98-100]进一步增强了碳涂层与活性物质的界面结合能力,Huang等[101]在硅表面通过水性聚氨酯热解形成氮掺杂碳涂层。氮原子与硅表面的羟基形成氢键,增强了涂层与基底间的结合强度,减少了活性物质与电解液的直接接触,使SEI膜中有机副产物减少。而Yu等[102]在氮碳共掺杂涂层中进一步引入硫元素,通过联苯-聚噁二唑聚合物原位聚合包覆硅并在氮气下碳化,形成氮硫共掺杂碳层的复合电极(Si-CBPOD),碳涂层与硅表面形成Si—O—C、Si—N—C等强化学键(图9),抑制了电极结构的解体;此外,氮硫共掺杂引入的缺陷位点促进了Li+离子的扩散,进一步提升了电极材料的循环性能。在铋基负极材料中,Li等[103]通过原位构建氮掺杂碳纳米花涂层,既增大了材料的比表面积(40.0 m2/g),提高了赝电容的贡献值;又通过氮掺杂增强了Li+的吸附能,缓冲了铋基负极130%的体积膨胀,使电极材料在5 C下循环800次后容量保持率仍达93.2%。Chen等[104]则通过可控的碳化与硫化工艺,在金属Bi中引入微量的Bi2S3相形成了Bi/Bi2S3异质结界面,同时在硫化过程中实现了对碳基体的硫掺杂。一方面可利用Bi与Bi2S3(带隙分别为0.1和1.3 eV)的能带差异形成内置电场,加速界面电荷的转移,降低离子的扩散能垒;另一方面,硫掺杂碳壳通过C—S键增强了碳壳与活性相的结合;此外,核壳结构的内部空隙还可缓冲Bi/Bi2S3剧烈的体积变化,使电极循环后的体积膨胀率降低至58.5%;且异质结与硫掺杂碳壳的协同作用,共同诱导形成了5~7 nm薄而均匀的SEI膜,抑制了电解液的持续分解,三者的协同作用将电极的初始库仑效率从Bi/C的57.6%提升至Bi/Bi2S3/C的87.4%。在优化碳基涂层结构的同时,对其成分进行调控,可实现电极材料电化学性能的全方位提升。

金属氧化物涂层具有高的机械强度与化学稳定性,同时也具有抑制电极体积膨胀和减少电极界面副反应的作用[105]。与碳涂层不同的是,金属氧化物涂层主要通过力学约束来缓冲电极材料的体积膨胀应力[106-107],进而减少活性物质粉化导致的SEI膜破裂;此外,部分金属氧化物的路易斯酸位点还可调控电解液的分解路径[108],促进LiF等无机成分在SEI膜中的生成,降低有机副产物及不稳定成分的生成[109]。但由于单一金属氧化物的导电性较差,在实际应用中需要与碳层协同构建导电网络来保持稳定[110]。Zhang等[111]制备的Si@CNFs@MnO2复合电极中,碳纳米纤维作为中间层构建了电子传导网络,提供了连续的电子传输通道,外层的MnO2则增强了电极结构的稳定性,二者协同作用诱导形成了均匀的SEI膜。CV测试显示首次循环时1.56 V的还原峰对应于SEI膜的形成(图10a),该电极在2 A/g下循环1700次后的容量为1152.9 mAh/g(图10b)。Gao等[108]通过在纳米硅颗粒表面构建碳掺杂MoO2涂层,制备了Si@MoO2电极材料(12M-Si)。结果表明:碳掺杂显著提升了MoO2的导电性,而MoO2在锂化过程中又转化为高导电的Li0.98MoO2,进一步促进了电荷传输;同时MoO2的路易斯酸位点会吸附PF6-并催化其分解,使SEI膜中LiF的占比显著提升(图10c),有效抑制了新鲜活性表面暴露而引发的电解液的持续分解。Gim等[112]的研究结果表明Si@C@TiO2复合电极的内层碳涂层提供导电网络并缓冲了材料的体积膨胀,而外层的TiO2则凭借高的机械强度减少了硅与电解液的直接接触(图11),二者协同作用抑制了电解液的过度分解,减少了SEI膜中Li2CO3的生成,使该电极在0.2 C下循环100次后容量仍保持为2000 mAh/g,远高于未涂层硅电极。总之,在各种金属氧化物涂层中,TiO2侧重于物理隔离与力学支撑来改善电极材料的性能;MoO2通过锂化转化反应提升电极材料的导电性;MnO2则兼具催化作用与结构稳定性。未来的研究可根据不同金属氧化物的差异化作用对合金负极进行设计,进而达到抑制电极界面副反应与稳定SEI结构的目的。

聚合物及复合聚合物涂层凭借优异的柔韧性和功能可设计性,成为解决合金型负极界面失效的关键策略。聚合物涂层[113]可通过功能性基团的引入来调控界面反应。例如,Weng等[114]制备了锂硅酸盐与聚丙烯酸交联的杂化涂层复合电极。结果表明:聚丙烯酸可抑制LiPF6水解,减少了HF的生成,避免了SEI膜的腐蚀破坏;而锂硅酸盐构建的弹性网络则有效缓冲了电极的体积膨胀,减少了SEI膜的机械破裂,二者协同作用诱导形成了富含LiF的稳定SEI膜,当二者质量比为10∶1时,在1 A/g下循环200次后容量仍保持为2297 mAh/g。复合聚合物涂层则可针对不同合金体系的难点进行针对性设计。例如,在锡基体系中,Song等[115]将聚多巴胺、氮掺杂碳壳与SnO2量子点的优势相结合,制备出核壳结构的复合电极材料。实验结果表明,聚多巴胺可通过捕获充放电过程中产生的氧自由基,调控SEI膜的成分并使其均匀分布;同时,氮掺杂碳壳可提供机械支撑来缓冲电极300%的体积膨胀;此外,SnO2量子点(2~5 nm)可抑制颗粒的团聚;三者的协同作用共同解决了SnO2在转化反应中存在的可逆性差的问题,该电极在3 A/g下循环3000次后容量仍达450 mAh/g。在磷基体系中,Li等[116]制备了单宁酸聚吡咯共聚合涂层,由于单宁酸具有低的Li+扩散势垒(0.207 eV)与强吸附锂多磷化物的特性,可抑制磷基负极可溶性中间产物的溶解与迁移;而聚吡咯的作用主要是构建电极材料的导电网络。二者可通过氢键交联形成致密的结构,进一步诱导形成成分均匀且结构稳定的SEI膜,增强涂层的机械稳定性,使磷基电极的体积膨胀从329%降至50%。Han等[117]采用聚酰亚胺作为磷基负极材料的涂层,该涂层具备如下的多重功能:首先,聚酰亚胺分子结构中的N和O官能团能诱导电极表面形成成分均匀且厚度均一的SEI膜,减少了界面副反应导致的活性锂的损耗;其次,聚酰亚胺不仅能通过强吸附作用限制锂多磷化物的溶解与迁移,而且还能作为惰性保护层提升电极在空气与高温环境下的稳定性。这一设计解决了磷基电极易氧化、热稳定性差等难题,使该电极在10 A/g下仍能保持708 mAh/g的比容量。

氮化物涂层凭借高的机械强度与优异的离子传导性能,常用来改善合金型负极材料的性能,其核心是通过惰性层对电极进行保护、活性层进行离子传导来抑制界面副反应的发生,最终提升电极的稳定性。Mei等[118]以多孔硅为原料,通过氮化处理制备了多孔硅@氮化硅复合电极材料。结果表明:不与锂发生反应的惰性氮化硅(Si3N4)具有高的机械强度,抑制了电解液的过度分解,减少了SEI膜中有机锂盐的生成,形成了薄且稳定的SEI膜;而能与Li+发生可逆反应的活性氮化硅(SiNx)在锂化过程中生成了离子导体的Li3N,促进了Li+的传输,使电极在5 A/g下循环500次后容量仍达721 mAh/g。为进一步优化性能,Zhong等[119]通过梯度掺杂策略实现了氮化物涂层的升级,制备了P掺杂氮化硅梯度涂层的复合材料:先将硅粉与P2O5混合,经高温热处理后在硅表面原位生成P掺杂氮化硅梯度涂层。该涂层中,P掺杂显著增强了氮化硅的机械强度,有效缓冲了材料的体积膨胀、抑制了SEI膜的过度生长;再将该涂层与沥青复合碳化形成导电网络,提升了电子的传输效率。二者协同作用进一步稳定了SEI膜、减少了副反应的发生。

总之,通过表面涂层设计可以缓冲电极材料的体积变化,通过调控界面的化学环境,可以有效缓解合金型负极材料在应用过程中存在的问题。碳基涂层凭借其优异的导电性能与柔韧性构建连续的导电网络,调控电解液的分解路径,最终形成稳定的无机SEI膜;杂原子掺杂可进一步提高电极材料的界面结合能力,提升涂层与电极的相容性。金属氧化物涂层可通过高的机械强度来缓冲材料的膨胀应力,其路易斯酸位点可催化形成稳定的SEI膜,其与碳层复合后有效弥补了电极导电性不足的问题。聚合物涂层兼具柔韧性与功能可设计性,通过单一基团调控或复合体系协同作用,可针对性地解决不同合金负极所面临的难题。氮化物涂层兼具高机械强度与离子传导性,借助惰性层保护与活性层传导的协同作用,提升了电极的稳定性。然而,目前如何精准控制涂层的均匀性及厚度,如何提升电极在极端条件下的稳定性,还有待于进一步研究。

综上所述,以上3种策略的核心都是通过调控材料结构或界面化学环境来稳定SEI膜,减少副反应的发生与活性物质的损失,进而提升电池的循环稳定性与倍率性能。主要差异在于其作用路径与功能的侧重点不同:纳米结构设计以物理维度调控为核心,通过形貌优化实现空间缓冲,缩短离子传输路径;电解液添加剂以界面化学调控为核心,借助不同类型的添加剂定向优化SEI膜的组成与溶剂化结构,精准解决特定界面存在的问题;表面涂层设计兼顾物理与化学的协同作用,通过对碳基、金属氧化物等涂层的特性进行组合,实现力学缓冲,构建导电网络,调控界面反应,其适配范围更广。

总之,不同合金型负极材料的改性均需要克服其体积膨胀大、导电性不足及SEI膜不稳定等共性难题,但改性重点却存在差异:硅基负极材料的核心问题是其剧烈的体积膨胀,解决该问题的关键在于多级空间与富含无机成分的SEI膜的构建,以抑制颗粒粉化。锡基负极存在颗粒易团聚与转化反应可逆性差等难题,改性聚焦于异质结设计与强极性基团的引入,以分散体积膨胀产生的应力,抑制晶粒粗化。磷基负极的关键问题是可溶性中间产物的溶解与迁移以及低的导电性,因此在约束活性物质的同时也要构建导电框架。

4 结论与展望

合金型负极凭借其远超石墨负极的理论比容量,成为提升锂离子电池能量密度的核心候选材料,但其界面稳定性差的关键问题严重制约了合金型负极的实用化进程。本文以“体积膨胀-界面副反应-SEI膜动态失稳”的耦合关系为主线,系统综述了合金型负极与电解液界面的作用机制与改性策略,深入剖析了其界面失效机制是多因素耦合的复杂过程:充放电过程中的体积膨胀会产生非均匀应力场,进而引发电极材料的结构粉碎与SEI膜的机械破裂;界面副反应通过自催化循环持续消耗活性锂,破坏了SEI膜的化学组成;SEI膜的动态破裂-再生循环导致其厚度不均与阻抗增加,三者协同作用形成了“机械破坏-化学降解-动力学受阻”的恶性循环,共同加剧了界面失效。

目前可通过如下3种策略来稳定电极材料的界面:1)纳米结构设计,利用不同材料的小尺寸效应与空间缓冲作用来缓解电极材料的体积膨胀应力,为SEI膜提供稳定的生长基体。2)电解液添加剂调控,通过成膜型、结构优化型、离子传导型3类电解液添加剂的引入,定向调控电解液的分解路径与溶剂化结构,优化SEI膜的组成与力学性能;3)表面涂层设计,借助碳基、金属氧化物、聚合物及氮化物等表面涂层的物理屏障与化学调控的协同作用,抑制界面副反应的发生,并增强SEI膜的力学适配性,实现界面稳定性的整体提升。

然而,目前单一的改性策略仍然存在如下的不足:纳米结构设计策略虽可有效缓解电极材料的应力,但其高的比表面积同样也增加了SEI膜形成过程中的锂损耗;电解液添加剂需要多组分协同作用,单一的添加剂难以同时解决SEI膜稳定性差、离子传导效率低与力学适配性不佳的问题;表面涂层的均匀性难以控制,且涂层与界面的兼容性不足,易引发局部的应力集中,在高温及高倍率等极端服役条件下其保护作用显著降低,难以满足实际应用需求。

基于以上问题和挑战,合金型负极SEI界面的研究未来可聚焦以下方向。

(1)深入研究SEI界面的动态演化机制,将实验表征、理论模拟和材料设计深度融合。未来突破性方向是发展真实工况下的无损原位表征技术,例如,将cryo-XPS与气体团簇离子束溅射联用[120],以获取本征信息;此外,采用原位电化学-原子力显微镜[121]、原位振动光谱[122]及同步辐射技术分别从空间形貌、纳米力学、分子指纹及元素特异结构等维度表征SEI界面,从原子到微米、从化学到力学多维度开展研究,实现对SEI膜的精准设计与调控。

(2)融合物理缓冲与化学调控方式,协同利用多种改性策略,将纳米结构设计的空间缓冲功能、表面涂层修饰的物理屏障与化学调控作用、电解液添加剂的SEI膜定向构建能力进行有机结合,共同解决电极的体积膨胀、导电性不足与SEI膜不稳定等问题,突破单一策略的功能局限。

(3)研究低成本的涂层工艺和环境友好型的无氟锂盐电解液,解决高载量电极的工艺适配性与循环稳定性之间的矛盾,推动合金型负极的规模化应用。

(4)开发能适应极端条件下的复合SEI膜,借鉴梯度结构理念,构建“内层无机强化-外层有机缓冲”的复合SEI膜,通过引入动态共价键,让SEI膜具备自修复能力,提升电极在极端温度及高倍率下的界面稳定性。

参考文献

[1]

Guan K K, Dong L, Xing Y Y, Li X K, Luo J, Jia Q L, Zhang H J, Zhang S W, Lei W. J. Energy Chem., 2022, 75: 330.

[2]

Li K Z, Yuan G Q, Liu X F, Guo Y, Huang R, Li H, Zhang H J, Jia Q L, Xie Z W, Zhang S W, Lei W. Adv. Funct. Mater., 2023, 33(43): 2302348.

[3]

Liu X F, Ding L X, Li K Z, Lv J Y, Wen J J, Zhang H J, Wang Y H, Yao Y G, Lei W. Acta Mater., 2025, 287: 120812.

[4]

Tang F Q, Tan Y, Jiang T T, Zhou Y K. J. Mater. Sci., 2022, 57(4): 2803.

[5]

Tang F Q, Jiang T T, Tan Y, Xu X Y, Zhou Y K. J. Alloys Compd., 2021, 854: 157135.

[6]

An W L, Xiang B, Fu J J, Mei S X, Guo S G, Huo K F, Zhang X M, Gao B, Chu P K. Appl. Surf. Sci., 2019, 479: 896.

[7]

Xu K, Li X H, Liu X F, Yu Y J, Zhang X, Lei W, Xie Z W, Zhang S W, Jia Q L, Zhang H J. Sustain. Mater. Technol., 2023, 36: e00583.

[8]

Amine R, Daali A, Zhou X W, Liu X, Liu Y Z, Ren Y, Zhang X Y, Zhu L K, Al-Hallaj S, Chen Z H, Xu G L, Amine K. Nano Energy, 2020, 74: 104849.

[9]

Wu C H, Zhu G J, Wang Q, Wu M H, Zhang H J. Energy Storage Mater., 2021, 43: 430.

[10]

Mei S X, Liu Y F, Fu J J, Guo S G, Deng J G, Peng X, Zhang X M, Gao B, Huo K F, Chu P K. Appl. Surf. Sci., 2021, 563: 150280.

[11]

Li X H, Xu K, Yu Y J, Chen C, Zhang H J, Lei W. Electrochim. Acta, 2024, 475: 143658.

[12]

Cen Y J, Fan Y Y, Qin Q W, Sisson R D, Apelian D, Liang J Y. J. Power Sources, 2019, 410/411: 31.

[13]

An W L, Gao B, Mei S X, Xiang B, Fu J J, Wang L, Zhang Q B, Chu P K, Huo K F. Nat. Commun., 2019, 10: 1447.

[14]

Long J, Liu H L, Xie Y X, Tang W J, Fu T, Tang Y, Lu L S, Ding X R, Tang X X. Materials, 2018, 11(8): 1338.

[15]

Domi Y, Usui H, Sakaguchi H. Chem. Commun., 2024, 60(89): 12986.

[16]

Domi Y, Usui H, Shindo Y, Yodoya S, Sato H, Nishikawa K, Sakaguchi H. Electrochemistry, 2020, 88(6): 548.

[17]

Domi Y, Usui H, Ieuji N, Nishikawa K, Sakaguchi H. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2021, 13(3): 3816.

[18]

Krueger B, Balboa L, Dohmann J F, Winter M, Bieker P, Wittstock G. ChemElectroChem, 2020, 7(17): 3544.

[19]

Feng C, Xu D M, Gou N N, Zhang D P. Carbon, 2025, 245: 120785.

[20]

Li C L, Zhu Y, Quan Y, Zong F F, Wang J, Zhao D N, Zhang N S, Wang P, Cui X L, Li S Y. J. Energy Chem., 2024, 98: 680.

[21]

Song W, Chae O B. Batteries, 2024, 10(9): 327.

[22]

Qi Z Y, Chen J P, Yi Z L, Xie L J, Yu Y X, Su F Y, Zhao Y N, Sun G H, Chen C M, Li X M. Carbon, 2024, 224: 119074.

[23]

Shang Y, Li H B, Ma T, Yang Y, Jiang Y T, Yu W. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2025, 17(22): 31730.

[24]

He Z Y, Zhang C X, Zhu Y K, Wei F. Energy Environ. Sci., 2024, 17(10): 3358.

[25]

Huang W G, Li J, Wei K, Wang L H. J. Alloys Compd., 2024, 990: 174416.

[26]

Yan W G, Chen Z T, Su Y F, Lu Y, Chen L, Huang Q, Wang M, Guan Y B, Wu F, Li N. Carbon Energy, 2025, 7(11): e70138.

[27]

Ding J J, Li X Y, Gong L L, Tan P. Adv. Powder Mater., 2024, 3(4): 100200.

[28]

Wu F, Dong Y, Su Y F, Wei C X, Chen T R, Yan W G, Ma S Y, Ma L, Wang B, Chen L, Huang Q, Cao D Y, Lu Y, Wang M, Wang L, Tan G Q, Wang J H, Li N. Small, 2023, 19(42): 2370346.

[29]

Xu L P, Kim C, Shukla A K, Dong A G, Mattox T M, Milliron D J, Cabana J. Nano Lett., 2013, 13(4): 1800.

[30]

Corsi J S, Welborn S S, Stach E A, Detsi E. ACS Energy Lett., 2021, 6(5): 1749.

[31]

Xiao S S, Chen Y, Zhou X G, Sun H C, Wan W B, Li Y Q, Yao R Q, Bi F, Zhao L, Wang L Y, Lang X Y, Jiang Q. Nano Lett., 2025, 25(9): 3532.

[32]

Ma R X, Xiong L X, Jiao P X, Zhou E, Jin H C, Zhao Y Z, Zhu Y Z, Mei Y, Ji H X, Zhang K, Su N Q, Zhang W. J. Am. Chem. Soc., 2024, 146(33): 23044.

[33]

Kim S H, Dong K, Zhao H, El-Zoka A A, Zhou X Y, Woods E V, Giuliani F, Manke I, Raabe D, Gault B. J. Phys. Chem. Lett., 2022, 13(36): 8416.

[34]

Yoon T, Nguyen C C, Seo D M, Lucht B L. J. Electrochem. Soc., 2015, 162(12): A2325.

[35]

Vanpeene V, Villanova J, King A, Lestriez B, Maire E, Roué L. Adv. Energy Mater., 2019, 9(18): 1803947.

[36]

Liu M H, Zhou E, Wang C N, Ye Y D, Tong X Y, Xie Y S, Zhou S Y, Huang R, Kong X H, Jin H C, Ji H X. Small, 2023, 19(24): 2208282.

[37]

Zhou J H, Shi Q T, Ullah S, Yang X Q, Bachmatiuk A, Yang R Z, Rummeli M H. Adv. Funct. Mater., 2020, 30(49): 2004648.

[38]

Han X P, Gong H C, Li H, Sun J. Chem. Rev., 2024, 124(11): 6903.

[39]

Liang X, Wang X Y, Li G, Xiang Q X, Zhou C Y, Chen A B, Li X, Zhang S J, Cao Y, Han M Y, Han C Y, Gong H C, Wang H L, Zhang Y M, Sun J. J. Power Sources, 2022, 541: 231686.

[40]

Liu C, Han M Y, Cao Y, Chen L, Ren W C, Zhou G M, Chen A B, Sun J. Energy Storage Mater., 2021, 37: 417.

[41]

Li Q Q, Wang P, Feng Q, Mao M M, Liu J B, Mao S X, Wang H T. Chem. Mater., 2014, 26(14): 4102.

[42]

Li J L, Wang Y N, Sun S Y, Zheng Z, Gao Y, Shi P, Zhao Y J, Li X, Li Q, Zhang X Q, Huang J Q. Adv. Energy Mater., 2025, 15(4): 2403845.

[43]

Wu B L, Chen C G, Danilov D L, Jiang M, Raijmakers L H J, Eichel R A, Notten P H L. ACS Omega, 2022, 7(36): 32740.

[44]

Shen C F, Ge M Y, Luo L L, Fang X, Liu Y H, Zhang A Y, Rong J P, Wang C M, Zhou C W. Sci. Rep., 2016, 6: 31334.

[45]

Zhou X W, Li T Y, Cui Y, Meyerson M L, Weeks J A, Mullins C B, Jin Y, Liu Y Z, Zhu L K. ACS Appl. Energy Mater., 2020, 3(7): 6115.

[46]

Liu X, Liu Y, Shao Z R, Pan G Y, Peng Y, Wang X Y, Gao W J, Yang X H, Wang J, Zhang X H, Yang K X, Chen Y, Wu Y P, He J R. Adv. Mater., 2025, 37(35): 2505136.

[47]

Shan X Y, Zhong Y, Zhang L J, Zhang Y Q, Xia X H, Wang X L, Tu J P. J. Phys. Chem. C, 2021, 125(35): 19060.

[48]

Liu W, Liu P C, Mitlin D. Adv. Energy Mater., 2020, 10(43): 2070177.

[49]

Li P, Cheng Z, Liu J L, Che L K, Zhou Y K, Xu E M, Tian X H, Yuan Z Z. Small, 2023, 19(49): 2370413.

[50]

Sun S Y, Yao N, Jin C B, Xie J, Li X Y, Zhou M Y, Chen X, Li B Q, Zhang X Q, Zhang Q. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61(42): e202208743.

[51]

Morales-Ugarte J E, Bolimowska E, Rouault H, Santos-Peña J, Santini C C, Benayad A. J. Phys. Chem. C, 2018, 122(32): 18223.

[52]

Huang Y S, Wang C N, Lv H F, Xie Y S, Zhou S Y, Ye Y D, Zhou E, Zhu T Y, Xie H Y, Jiang W, Wu X J, Kong X H, Jin H C, Ji H X. Adv. Mater., 2024, 36(13): 2308675.

[53]

Dong H, Wang J, Wang P, Ding H, Song R, Zhang N S, Zhao D N, Zhang L J, Li S Y. J. Energy Chem., 2022, 64: 190.

[54]

Nemati A B, Mousavi-Khoshdel S M, Molaeimanesh G R, Ebrahimi-Nejad S. J. Therm. Anal. Calorim., 2021, 146(2): 665.

[55]

Yoo D J, Liu Q, Cohen O, Kim M, Persson K A, Zhang Z C. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2022, 14(9): 11910.

[56]

Ghaur A, Peschel C, Dienwiebel I, Haneke L, Du L L, Profanter L, Gomez-Martin A, Winter M, Nowak S, Placke T. Adv. Energy Mater., 2023, 13(26): 2370113.

[57]

Gopinadh S V, Phanendra P V R L, Anoopkumar V, John B, Td M. Energy Fuels, 2024, 38(18): 17253.

[58]

Li J Y, Wang F, Xue L X, Dang D, Liu Q B, Ye C, Zhang C Z, Tan J. Appl. Energy, 2025, 390: 125820.

[59]

Li L Z, Deng Y, Hu K K, Xu B Q, Wang N N, Bai Z C, Xu X, Yang J. Prog. Nat. Sci. Mater. Int., 2023, 33(1): 16.

[60]

Yan Z, Jiang J, Zhang Y, Yang D, Du N. Mater. Today Nano, 2022, 18: 100175.

[61]

Vlčková Živcová Z, Sonia F J, Jindra M, Müller M, Červenka J, Fejfar A, Frank O. ACS Appl. Energy Mater., 2025, 8(9): 5729.

[62]

Xu Y H, Liu Q, Zhu Y J, Liu Y H, Langrock A, Zachariah M R, Wang C S. Nano Lett., 2013, 13(2): 470.

[63]

Cheng Z K, Wu Y, Huang H J. Solid State Ion., 2023, 389: 116098.

[64]

Yasoubi M, Habibi A, Hoornam S, Sanaee Z, Mohajerzadeh S. Sustain. Energy Fuels, 2024, 8(15): 3419.

[65]

Shen L, Sun K W, Xi F S, Jiang Z T, Li S Y, Wang Y F, Tong Z Q, Lu J J, Ma W H, Green M A, Hao X J. Energy Environ. Sci., 2025, 18(9): 4348.

[66]

Gao X, Liu L, Zu L, Lian H Q, Cui X G, Wang X D. J. Power Sources, 2024, 595: 234077.

[67]

Ben L B, Zhou J, Ji H X, Yu H L, Zhao W W, Huang X J. Mater. Futures, 2022, 1(1): 015101.

[68]

Wan N, Wang L, Li S Y, Shen L, Xi F S, Lu J J, Tong Z Q, Chen X H, Ma W H. Small, 2026, 22(12): 2412705.

[69]

Qin G Q, Jia Z T, Sun S Y, Wu H G, Hu K H, Liu D M, Gao Y Q, Chen J B. ACS Appl. Nano Mater., 2024, 7(7): 7595.

[70]

Xu X J, Wang S Y, Zhou J W, Yang W L, Wu F Z. J. Alloys Compd., 2025, 1021: 179749.

[71]

Mu Y B, Zhang R J, Wu B K, Yang M, Chu Y Q, Zhang Q, Zou L F, Wei X B, Liao Z F, Ren H X, Li Y J, Zeng L. Chem. Eng. J., 2023, 477: 147101.

[72]

Lin L L, Zhou P J, Xiong W, Zhao T T, Li S S, Yang L G, Meng T, Zhong J H, Cui Z B, Shu D. Chem. Eng. J., 2024, 499: 156266.

[73]

Zhu B W, Xie H, Chen Y Z, Chen L, Wang Y T, Gao L J, Zou Y, Liu Z L. Energy Technol., 2024, 12(2): 2300761.

[74]

Huang W B, Wang Y, Lv L Z, Zhu G B, Qu Q T, Zheng H H. Energy Storage Mater., 2022, 52: 646.

[75]

Cao Z, Zheng X Y, Qu Q T, Huang Y H, Zheng H H. Adv. Mater., 2021, 33(38): 2103178.

[76]

Li P, Xu E M, Zhou Y K, Liu J L, Yuan Z Z, Tian X H. Surf. Interfaces, 2023, 39: 102902.

[77]

Wang J, Li S Y, Zhang J J, Song L H, Dong H, Zhang N S, Wang P, Zhao D N, Zhang L J, Cui X L. ACS Sustainable Chem. Eng., 2022, 10(46): 15199.

[78]

Guo Y Y, Ke F S. J. Solid State Chem., 2023, 318: 123723.

[79]

Ma K H, He Y T, Zhao X Y, Wang S F, Zhang G, Wang C, Zhou F S, Shi W, Zhang Y H. Chem. Eng. J., 2024, 496: 153846.

[80]

Zhang Y X, Wu B R, Bi J Y, Zhang X Y, Mu D B, Zhang X Y, Zhang L, Xiao Y, Wu F. Carbon Energy, 2024, 6(6): e480.

[81]

Chae S, Kwak W J, Han K S, Li S, Engelhard M H, Hu J T, Wang C M, Li X L, Zhang J G. ACS Energy Lett., 2021, 6(2): 387.

[82]

Han X P, Li X, Zhang Y M, Zhang S J, Sun J. Adv. Funct. Mater., 2022, 32(22): 2111074.

[83]

Li A M, Wang Z Y, Pollard T P, Zhang W R, Tan S, Li T Y, Jayawardana C, Liou S C, Rao J C, Lucht B L, Hu E Y, Yang X Q, Borodin O, Wang C S. Nat. Commun., 2024, 15: 2659.

[84]

Li Q, Ruan J F, Weng S T, Zhang X, Hu J M, Li H, Sun D L, Wang X F, Fang F, Wang F. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62(44): e202310297.

[85]

Han X P, Fang S Y, Pan J H, Song S J, Chen Y H, Sun J. J. Energy Chem., 2026, 115: 412.

[86]

Tan L, Wu Y J, Cheng D L, Hu R Z. Electrochim. Acta, 2023, 469: 143225.

[87]

Zhao P, Liu C, Liu B Y, Lu K R, Jing H Y, Xia X F, Xia M Z, Han S, Mandler D, Lei W, Guo Q B, Hao Q L. Chem. Eng. J., 2025, 509: 161385.

[88]

Lu Y H, Ye Z T, Zhao Y T, Li Q, He M Y, Bai C C, Wang X T, Han Y L, Wan X C, Zhang S L, Ma Y F, Chen Y S. Carbon, 2023, 201: 962.

[89]

An W L, Fu J J, Su J J, Wang L, Peng X, Wu K, Chen Q Y, Bi Y J, Gao B, Zhang X M. J. Power Sources, 2017, 345: 227.

[90]

He Z Y, Zhang C X, Zhu Z X, Yu Y X, Zheng C, Wei F. Adv. Funct. Mater., 2024, 34(48): 2408285.

[91]

Xiang B, An W L, Fu J J, Mei S X, Guo S G, Zhang X M, Gao B, Chu P K. Rare Met., 2021, 40(2): 383.

[92]

Araño K G, Yang G, Armstrong B L, Aytug T, Chambers M S, Self E C, Meyer H M III, Quinn J, Browning J F, Wang C M, Veith G M. ACS Appl. Energy Mater., 2023, 6(21): 11308.

[93]

Wang X Y, Li Y Z, Wang X Y, Gan Q M, Wang Z Y, Liao K M, Wu S S, Guo H, Li J Y, Huang B Y, Lu Z G. J. Mater. Chem. A, 2023, 11(18): 9807.

[94]

Jiang X W, Sun L, Lu Y Y, Wang H Y, Shi J W, Yang L D, Zhang L, Lv R G, Jin Z. J. Power Sources, 2024, 602: 234331.

[95]

Li H, Li Z, Qi J, Wang Z Y, Liu S, Long Y, Tan Y. Nanotechnology, 2024, 35(38): 385702.

[96]

Han J W, Qin X, Xu Q, Zhao L, Kong D B, Cao Y, Yang F, Hu X, Wang Y F, Zuo M X, Yu H Y, Yang B C, Shi S H, Li Y P, Lv W, Zhi L J. Chem. Eng. J., 2025, 519: 164846.

[97]

Zhao H Z, Wang C W, Wang Q L, Chen C Y, Wang L Y, Li R Y, Yu Y Y, Pan Y D, Li G, Wang K Y. ACS Appl. Nano Mater., 2025, 8(21): 10932.

[98]

Yu H Y, Xi K Y, Liang Y M, Huang J, Nan J M, Sun Y H. J. Electroanal. Chem., 2025, 996: 119384.

[99]

Chen K M, Li Z W, Zhou J H, Gao J, Qin H Q, Liu W P, Lei X X, Wang X Y, Miao L. Appl. Mater. Today, 2025, 42: 102561.

[100]

Xiao Z L, Xia Y B, Wang C, Zhao T T, Yan Q X, Xiao M Z, Peng X X, Song L B. Ionics, 2024, 30(6): 3121.

[101]

Huang W W, Gao J, Miao L, Zhou J H, Yang G D, Liu W P, Jiang Y Y, Qin H Q, Zhang Z J, Lei X X, Lu A J, Mo Z X, Zhang D M, Dang F. ACS Appl. Nano Mater., 2024, 7(9): 10350.

[102]

Yu Y Y, Yang C, Jiang Y, Shang Z T, Zhu J D, Zhang J H, Jiang M J. Adv. Energy Mater., 2025, 15(5): 2403086.

[103]

Li J K, Wang K Z, Hu J, Shi J, Chen T Y, Wang K J, Wu J L, Wu J. Rare Met., 2024, 44(3): 1617.

[104]

Chen R J, Qiu X L, Luo K R, Zhong Z Q, Wang X R, Fu Y C, Cai W L, Wu H. J. Energy Chem., 2025, 103: 79.

[105]

Zhang R S, Jia F D, Sun C X, Pan J H, Wang F F, Sang J J, Gao C, Li S L, Wang Q. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2024, 16(29): 38028.

[106]

Lin J, Wu C Q, Ling W Q, Liu L K, Yang X R, Zhou N G. J. Power Sources, 2025, 629: 236067.

[107]

Liu H, Zhang X, Xu Q, Jin Y M, Lv S L, Liu H H. ACS Sustainable Chem. Eng., 2025, 13(20): 7430.

[108]

Gao Y, Chen G R, Zhang Y J, Wu R B, Shi L Y, Zhang D S. ACS Appl. Electron. Mater., 2025, 7(11): 5259.

[109]

Azevedo Costa A L, Esken D, Gambaryan-Roisman T, Menzel F. ChemistryOpen, 2025, 14(10): e202500170.

[110]

Zhang X Y, Li Y, Zheng T Y, Zhou R T, Lam K H. Mater. Sci., 2022: 26434.

[111]

Zhang R S, Sun C X, Jia F D, Wang F F, Li S L, Sang J J, Gao C, Xu Y P, Wang Q. J. Energy Storage, 2025, 110: 115112.

[112]

Gim C, Kang H, Lee S, Oh G, Kansara S, Hwang J Y. J. Power Sources Adv., 2024, 30: 100163.

[113]

Long Z R, Mao S L, Zhang S C, Zhang J H, Tan C Q, Cheng H, Li S Y, Lu Y Y. Nano Lett., 2025, 25(22): 9015.

[114]

Weng Y H, Sun X Y, Li S Y, Wu Z Y, Chen Z W, Ma Y Q, Zheng Z F, Lin F, Zhang M, Zhang K J, Ling M, Yang K L, Liang C D, Chen J. Inorg. Chem. Front., 2025, 12(21): 6812.

[115]

Song H H, Tian K, Fang Z Y, Guan C H, Jiang H Y, Lu M, Zhang M S, Zhuang S X, Wei H, Wei D, Li X D. J. Colloid Interface Sci., 2023, 631: 214.

[116]

Li X, Han X P, Liu R Z, Zhang S J, Zhang Y M, Cao Y, Wang X Y, Wang R Y, Yang Z X, Sun J. Nanoscale, 2022, 14(9): 3625.

[117]

Han M Y, Zhang S J, Cao Y, Han C Y, Li X, Zhang Y M, Yang Z X, Sun J. J. Energy Chem., 2022, 70: 276.

[118]

Mei S X, Guo S G, Xiang B, Deng J G, Fu J J, Zhang X M, Zheng Y, Gao B, Chu P K, Huo K F. J. Energy Chem., 2022, 69: 616.

[119]

Zhong Y, Yu B C, Xu L Q, Huang Y J, Zheng Y P, Li J X, Huang Z G. Sustain. Energy Fuels, 2025, 9(15): 4125.

[120]

Wang S H, Li S W, Chen X Q, Yin Q W, Zhang W, Ning Y X, Zhang G H, Fu Q. J. Am. Chem. Soc., 2025, 147(42): 38069.

[121]

Zhang Q K, Li Y, Yu P P, Zhang X Q, Wang Y N, Zhao Y X, Sun S Y, Li J L, Ding X Q, Zheng Z, Feng W J, Yao N, Li B Q, Peng H J, Cheng X B, Wen R, Cheng T, Zhang Q, Huang J Q. J. Am. Chem. Soc., 2025, 148(7): 6915.

[122]

Zhao Z W, Pang L, Wu Y Y, Chen Y Z, Peng Z Q. Adv. Energy Mater., 2023, 13(29): 2301127.

[1]
Guan K K, Dong L, Xing Y Y, Li X K, Luo J, Jia Q L, Zhang H J, Zhang S W, Lei W. J. Energy Chem., 2022, 75: 330.
[2]
Li K Z, Yuan G Q, Liu X F, Guo Y, Huang R, Li H, Zhang H J, Jia Q L, Xie Z W, Zhang S W, Lei W. Adv. Funct. Mater., 2023, 33(43): 2302348.
[3]
Liu X F, Ding L X, Li K Z, Lv J Y, Wen J J, Zhang H J, Wang Y H, Yao Y G, Lei W. Acta Mater., 2025, 287: 120812.
[4]
Tang F Q, Tan Y, Jiang T T, Zhou Y K. J. Mater. Sci., 2022, 57(4): 2803.
[5]
Tang F Q, Jiang T T, Tan Y, Xu X Y, Zhou Y K. J. Alloys Compd., 2021, 854: 157135.
[6]
An W L, Xiang B, Fu J J, Mei S X, Guo S G, Huo K F, Zhang X M, Gao B, Chu P K. Appl. Surf. Sci., 2019, 479: 896.
[7]
Xu K, Li X H, Liu X F, Yu Y J, Zhang X, Lei W, Xie Z W, Zhang S W, Jia Q L, Zhang H J. Sustain. Mater. Technol., 2023, 36: e00583.
[8]
Amine R, Daali A, Zhou X W, Liu X, Liu Y Z, Ren Y, Zhang X Y, Zhu L K, Al-Hallaj S, Chen Z H, Xu G L, Amine K. Nano Energy, 2020, 74: 104849.
[9]
Wu C H, Zhu G J, Wang Q, Wu M H, Zhang H J. Energy Storage Mater., 2021, 43: 430.
[10]
Mei S X, Liu Y F, Fu J J, Guo S G, Deng J G, Peng X, Zhang X M, Gao B, Huo K F, Chu P K. Appl. Surf. Sci., 2021, 563: 150280.
[11]
Li X H, Xu K, Yu Y J, Chen C, Zhang H J, Lei W. Electrochim. Acta, 2024, 475: 143658.
[12]
Cen Y J, Fan Y Y, Qin Q W, Sisson R D, Apelian D, Liang J Y. J. Power Sources, 2019, 410/411: 31.
[13]
An W L, Gao B, Mei S X, Xiang B, Fu J J, Wang L, Zhang Q B, Chu P K, Huo K F. Nat. Commun., 2019, 10: 1447.
[14]
Long J, Liu H L, Xie Y X, Tang W J, Fu T, Tang Y, Lu L S, Ding X R, Tang X X. Materials, 2018, 11(8): 1338.
[15]
Domi Y, Usui H, Sakaguchi H. Chem. Commun., 2024, 60(89): 12986.
[16]
Domi Y, Usui H, Shindo Y, Yodoya S, Sato H, Nishikawa K, Sakaguchi H. Electrochemistry, 2020, 88(6): 548.
[17]
Domi Y, Usui H, Ieuji N, Nishikawa K, Sakaguchi H. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2021, 13(3): 3816.
[18]
Krueger B, Balboa L, Dohmann J F, Winter M, Bieker P, Wittstock G. ChemElectroChem, 2020, 7(17): 3544.
[19]
Feng C, Xu D M, Gou N N, Zhang D P. Carbon, 2025, 245: 120785.
[20]
Li C L, Zhu Y, Quan Y, Zong F F, Wang J, Zhao D N, Zhang N S, Wang P, Cui X L, Li S Y. J. Energy Chem., 2024, 98: 680.
[21]
Song W, Chae O B. Batteries, 2024, 10(9): 327.
[22]
Qi Z Y, Chen J P, Yi Z L, Xie L J, Yu Y X, Su F Y, Zhao Y N, Sun G H, Chen C M, Li X M. Carbon, 2024, 224: 119074.
[23]
Shang Y, Li H B, Ma T, Yang Y, Jiang Y T, Yu W. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2025, 17(22): 31730.
[24]
He Z Y, Zhang C X, Zhu Y K, Wei F. Energy Environ. Sci., 2024, 17(10): 3358.
[25]
Huang W G, Li J, Wei K, Wang L H. J. Alloys Compd., 2024, 990: 174416.
[26]
Yan W G, Chen Z T, Su Y F, Lu Y, Chen L, Huang Q, Wang M, Guan Y B, Wu F, Li N. Carbon Energy, 2025, 7(11): e70138.
[27]
Ding J J, Li X Y, Gong L L, Tan P. Adv. Powder Mater., 2024, 3(4): 100200.
[28]
Wu F, Dong Y, Su Y F, Wei C X, Chen T R, Yan W G, Ma S Y, Ma L, Wang B, Chen L, Huang Q, Cao D Y, Lu Y, Wang M, Wang L, Tan G Q, Wang J H, Li N. Small, 2023, 19(42): 2370346.
[29]
Xu L P, Kim C, Shukla A K, Dong A G, Mattox T M, Milliron D J, Cabana J. Nano Lett., 2013, 13(4): 1800.
[30]
Corsi J S, Welborn S S, Stach E A, Detsi E. ACS Energy Lett., 2021, 6(5): 1749.
[31]
Xiao S S, Chen Y, Zhou X G, Sun H C, Wan W B, Li Y Q, Yao R Q, Bi F, Zhao L, Wang L Y, Lang X Y, Jiang Q. Nano Lett., 2025, 25(9): 3532.
[32]
Ma R X, Xiong L X, Jiao P X, Zhou E, Jin H C, Zhao Y Z, Zhu Y Z, Mei Y, Ji H X, Zhang K, Su N Q, Zhang W. J. Am. Chem. Soc., 2024, 146(33): 23044.
[33]
Kim S H, Dong K, Zhao H, El-Zoka A A, Zhou X Y, Woods E V, Giuliani F, Manke I, Raabe D, Gault B. J. Phys. Chem. Lett., 2022, 13(36): 8416.
[34]
Yoon T, Nguyen C C, Seo D M, Lucht B L. J. Electrochem. Soc., 2015, 162(12): A2325.
[35]
Vanpeene V, Villanova J, King A, Lestriez B, Maire E, Roué L. Adv. Energy Mater., 2019, 9(18): 1803947.
[36]
Liu M H, Zhou E, Wang C N, Ye Y D, Tong X Y, Xie Y S, Zhou S Y, Huang R, Kong X H, Jin H C, Ji H X. Small, 2023, 19(24): 2208282.
[37]
Zhou J H, Shi Q T, Ullah S, Yang X Q, Bachmatiuk A, Yang R Z, Rummeli M H. Adv. Funct. Mater., 2020, 30(49): 2004648.
[38]
Han X P, Gong H C, Li H, Sun J. Chem. Rev., 2024, 124(11): 6903.
[39]
Liang X, Wang X Y, Li G, Xiang Q X, Zhou C Y, Chen A B, Li X, Zhang S J, Cao Y, Han M Y, Han C Y, Gong H C, Wang H L, Zhang Y M, Sun J. J. Power Sources, 2022, 541: 231686.
[40]
Liu C, Han M Y, Cao Y, Chen L, Ren W C, Zhou G M, Chen A B, Sun J. Energy Storage Mater., 2021, 37: 417.
[41]
Li Q Q, Wang P, Feng Q, Mao M M, Liu J B, Mao S X, Wang H T. Chem. Mater., 2014, 26(14): 4102.
[42]
Li J L, Wang Y N, Sun S Y, Zheng Z, Gao Y, Shi P, Zhao Y J, Li X, Li Q, Zhang X Q, Huang J Q. Adv. Energy Mater., 2025, 15(4): 2403845.
[43]
Wu B L, Chen C G, Danilov D L, Jiang M, Raijmakers L H J, Eichel R A, Notten P H L. ACS Omega, 2022, 7(36): 32740.
[44]
Shen C F, Ge M Y, Luo L L, Fang X, Liu Y H, Zhang A Y, Rong J P, Wang C M, Zhou C W. Sci. Rep., 2016, 6: 31334.
[45]
Zhou X W, Li T Y, Cui Y, Meyerson M L, Weeks J A, Mullins C B, Jin Y, Liu Y Z, Zhu L K. ACS Appl. Energy Mater., 2020, 3(7): 6115.
[46]
Liu X, Liu Y, Shao Z R, Pan G Y, Peng Y, Wang X Y, Gao W J, Yang X H, Wang J, Zhang X H, Yang K X, Chen Y, Wu Y P, He J R. Adv. Mater., 2025, 37(35): 2505136.
[47]
Shan X Y, Zhong Y, Zhang L J, Zhang Y Q, Xia X H, Wang X L, Tu J P. J. Phys. Chem. C, 2021, 125(35): 19060.
[48]
Liu W, Liu P C, Mitlin D. Adv. Energy Mater., 2020, 10(43): 2070177.
[49]
Li P, Cheng Z, Liu J L, Che L K, Zhou Y K, Xu E M, Tian X H, Yuan Z Z. Small, 2023, 19(49): 2370413.
[50]
Sun S Y, Yao N, Jin C B, Xie J, Li X Y, Zhou M Y, Chen X, Li B Q, Zhang X Q, Zhang Q. Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61(42): e202208743.
[51]
Morales-Ugarte J E, Bolimowska E, Rouault H, Santos-Peña J, Santini C C, Benayad A. J. Phys. Chem. C, 2018, 122(32): 18223.
[52]
Huang Y S, Wang C N, Lv H F, Xie Y S, Zhou S Y, Ye Y D, Zhou E, Zhu T Y, Xie H Y, Jiang W, Wu X J, Kong X H, Jin H C, Ji H X. Adv. Mater., 2024, 36(13): 2308675.
[53]
Dong H, Wang J, Wang P, Ding H, Song R, Zhang N S, Zhao D N, Zhang L J, Li S Y. J. Energy Chem., 2022, 64: 190.
[54]
Nemati A B, Mousavi-Khoshdel S M, Molaeimanesh G R, Ebrahimi-Nejad S. J. Therm. Anal. Calorim., 2021, 146(2): 665.
[55]
Yoo D J, Liu Q, Cohen O, Kim M, Persson K A, Zhang Z C. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2022, 14(9): 11910.
[56]
Ghaur A, Peschel C, Dienwiebel I, Haneke L, Du L L, Profanter L, Gomez-Martin A, Winter M, Nowak S, Placke T. Adv. Energy Mater., 2023, 13(26): 2370113.
[57]
Gopinadh S V, Phanendra P V R L, Anoopkumar V, John B, Td M. Energy Fuels, 2024, 38(18): 17253.
[58]
Li J Y, Wang F, Xue L X, Dang D, Liu Q B, Ye C, Zhang C Z, Tan J. Appl. Energy, 2025, 390: 125820.
[59]
Li L Z, Deng Y, Hu K K, Xu B Q, Wang N N, Bai Z C, Xu X, Yang J. Prog. Nat. Sci. Mater. Int., 2023, 33(1): 16.
[60]
Yan Z, Jiang J, Zhang Y, Yang D, Du N. Mater. Today Nano, 2022, 18: 100175.
[61]
Vlčková Živcová Z, Sonia F J, Jindra M, Müller M, Červenka J, Fejfar A, Frank O. ACS Appl. Energy Mater., 2025, 8(9): 5729.
[62]
Xu Y H, Liu Q, Zhu Y J, Liu Y H, Langrock A, Zachariah M R, Wang C S. Nano Lett., 2013, 13(2): 470.
[63]
Cheng Z K, Wu Y, Huang H J. Solid State Ion., 2023, 389: 116098.
[64]
Yasoubi M, Habibi A, Hoornam S, Sanaee Z, Mohajerzadeh S. Sustain. Energy Fuels, 2024, 8(15): 3419.
[65]
Shen L, Sun K W, Xi F S, Jiang Z T, Li S Y, Wang Y F, Tong Z Q, Lu J J, Ma W H, Green M A, Hao X J. Energy Environ. Sci., 2025, 18(9): 4348.
[66]
Gao X, Liu L, Zu L, Lian H Q, Cui X G, Wang X D. J. Power Sources, 2024, 595: 234077.
[67]
Ben L B, Zhou J, Ji H X, Yu H L, Zhao W W, Huang X J. Mater. Futures, 2022, 1(1): 015101.
[68]
Wan N, Wang L, Li S Y, Shen L, Xi F S, Lu J J, Tong Z Q, Chen X H, Ma W H. Small, 2026, 22(12): 2412705.
[69]
Qin G Q, Jia Z T, Sun S Y, Wu H G, Hu K H, Liu D M, Gao Y Q, Chen J B. ACS Appl. Nano Mater., 2024, 7(7): 7595.
[70]
Xu X J, Wang S Y, Zhou J W, Yang W L, Wu F Z. J. Alloys Compd., 2025, 1021: 179749.
[71]
Mu Y B, Zhang R J, Wu B K, Yang M, Chu Y Q, Zhang Q, Zou L F, Wei X B, Liao Z F, Ren H X, Li Y J, Zeng L. Chem. Eng. J., 2023, 477: 147101.
[72]
Lin L L, Zhou P J, Xiong W, Zhao T T, Li S S, Yang L G, Meng T, Zhong J H, Cui Z B, Shu D. Chem. Eng. J., 2024, 499: 156266.
[73]
Zhu B W, Xie H, Chen Y Z, Chen L, Wang Y T, Gao L J, Zou Y, Liu Z L. Energy Technol., 2024, 12(2): 2300761.
[74]
Huang W B, Wang Y, Lv L Z, Zhu G B, Qu Q T, Zheng H H. Energy Storage Mater., 2022, 52: 646.
[75]
Cao Z, Zheng X Y, Qu Q T, Huang Y H, Zheng H H. Adv. Mater., 2021, 33(38): 2103178.
[76]
Li P, Xu E M, Zhou Y K, Liu J L, Yuan Z Z, Tian X H. Surf. Interfaces, 2023, 39: 102902.
[77]
Wang J, Li S Y, Zhang J J, Song L H, Dong H, Zhang N S, Wang P, Zhao D N, Zhang L J, Cui X L. ACS Sustainable Chem. Eng., 2022, 10(46): 15199.
[78]
Guo Y Y, Ke F S. J. Solid State Chem., 2023, 318: 123723.
[79]
Ma K H, He Y T, Zhao X Y, Wang S F, Zhang G, Wang C, Zhou F S, Shi W, Zhang Y H. Chem. Eng. J., 2024, 496: 153846.
[80]
Zhang Y X, Wu B R, Bi J Y, Zhang X Y, Mu D B, Zhang X Y, Zhang L, Xiao Y, Wu F. Carbon Energy, 2024, 6(6): e480.
[81]
Chae S, Kwak W J, Han K S, Li S, Engelhard M H, Hu J T, Wang C M, Li X L, Zhang J G. ACS Energy Lett., 2021, 6(2): 387.
[82]
Han X P, Li X, Zhang Y M, Zhang S J, Sun J. Adv. Funct. Mater., 2022, 32(22): 2111074.
[83]
Li A M, Wang Z Y, Pollard T P, Zhang W R, Tan S, Li T Y, Jayawardana C, Liou S C, Rao J C, Lucht B L, Hu E Y, Yang X Q, Borodin O, Wang C S. Nat. Commun., 2024, 15: 2659.
[84]
Li Q, Ruan J F, Weng S T, Zhang X, Hu J M, Li H, Sun D L, Wang X F, Fang F, Wang F. Angew. Chem. Int. Ed., 2023, 62(44): e202310297.
[85]
Han X P, Fang S Y, Pan J H, Song S J, Chen Y H, Sun J. J. Energy Chem., 2026, 115: 412.
[86]
Tan L, Wu Y J, Cheng D L, Hu R Z. Electrochim. Acta, 2023, 469: 143225.
[87]
Zhao P, Liu C, Liu B Y, Lu K R, Jing H Y, Xia X F, Xia M Z, Han S, Mandler D, Lei W, Guo Q B, Hao Q L. Chem. Eng. J., 2025, 509: 161385.
[88]
Lu Y H, Ye Z T, Zhao Y T, Li Q, He M Y, Bai C C, Wang X T, Han Y L, Wan X C, Zhang S L, Ma Y F, Chen Y S. Carbon, 2023, 201: 962.
[89]
An W L, Fu J J, Su J J, Wang L, Peng X, Wu K, Chen Q Y, Bi Y J, Gao B, Zhang X M. J. Power Sources, 2017, 345: 227.
[90]
He Z Y, Zhang C X, Zhu Z X, Yu Y X, Zheng C, Wei F. Adv. Funct. Mater., 2024, 34(48): 2408285.
[91]
Xiang B, An W L, Fu J J, Mei S X, Guo S G, Zhang X M, Gao B, Chu P K. Rare Met., 2021, 40(2): 383.
[92]
Araño K G, Yang G, Armstrong B L, Aytug T, Chambers M S, Self E C, Meyer H M III, Quinn J, Browning J F, Wang C M, Veith G M. ACS Appl. Energy Mater., 2023, 6(21): 11308.
[93]
Wang X Y, Li Y Z, Wang X Y, Gan Q M, Wang Z Y, Liao K M, Wu S S, Guo H, Li J Y, Huang B Y, Lu Z G. J. Mater. Chem. A, 2023, 11(18): 9807.
[94]
Jiang X W, Sun L, Lu Y Y, Wang H Y, Shi J W, Yang L D, Zhang L, Lv R G, Jin Z. J. Power Sources, 2024, 602: 234331.
[95]
Li H, Li Z, Qi J, Wang Z Y, Liu S, Long Y, Tan Y. Nanotechnology, 2024, 35(38): 385702.
[96]
Han J W, Qin X, Xu Q, Zhao L, Kong D B, Cao Y, Yang F, Hu X, Wang Y F, Zuo M X, Yu H Y, Yang B C, Shi S H, Li Y P, Lv W, Zhi L J. Chem. Eng. J., 2025, 519: 164846.
[97]
Zhao H Z, Wang C W, Wang Q L, Chen C Y, Wang L Y, Li R Y, Yu Y Y, Pan Y D, Li G, Wang K Y. ACS Appl. Nano Mater., 2025, 8(21): 10932.
[98]
Yu H Y, Xi K Y, Liang Y M, Huang J, Nan J M, Sun Y H. J. Electroanal. Chem., 2025, 996: 119384.
[99]
Chen K M, Li Z W, Zhou J H, Gao J, Qin H Q, Liu W P, Lei X X, Wang X Y, Miao L. Appl. Mater. Today, 2025, 42: 102561.
[100]
Xiao Z L, Xia Y B, Wang C, Zhao T T, Yan Q X, Xiao M Z, Peng X X, Song L B. Ionics, 2024, 30(6): 3121.
[101]
Huang W W, Gao J, Miao L, Zhou J H, Yang G D, Liu W P, Jiang Y Y, Qin H Q, Zhang Z J, Lei X X, Lu A J, Mo Z X, Zhang D M, Dang F. ACS Appl. Nano Mater., 2024, 7(9): 10350.
[102]
Yu Y Y, Yang C, Jiang Y, Shang Z T, Zhu J D, Zhang J H, Jiang M J. Adv. Energy Mater., 2025, 15(5): 2403086.
[103]
Li J K, Wang K Z, Hu J, Shi J, Chen T Y, Wang K J, Wu J L, Wu J. Rare Met., 2024, 44(3): 1617.
[104]
Chen R J, Qiu X L, Luo K R, Zhong Z Q, Wang X R, Fu Y C, Cai W L, Wu H. J. Energy Chem., 2025, 103: 79.
[105]
Zhang R S, Jia F D, Sun C X, Pan J H, Wang F F, Sang J J, Gao C, Li S L, Wang Q. ACS Appl. Mater. Interfaces, 2024, 16(29): 38028.
[106]
Lin J, Wu C Q, Ling W Q, Liu L K, Yang X R, Zhou N G. J. Power Sources, 2025, 629: 236067.
[107]
Liu H, Zhang X, Xu Q, Jin Y M, Lv S L, Liu H H. ACS Sustainable Chem. Eng., 2025, 13(20): 7430.
[108]
Gao Y, Chen G R, Zhang Y J, Wu R B, Shi L Y, Zhang D S. ACS Appl. Electron. Mater., 2025, 7(11): 5259.
[109]
Azevedo Costa A L, Esken D, Gambaryan-Roisman T, Menzel F. ChemistryOpen, 2025, 14(10): e202500170.
[110]
Zhang X Y, Li Y, Zheng T Y, Zhou R T, Lam K-h. Mater. Sci., 2022): 26434.
[111]
Zhang R S, Sun C X, Jia F D, Wang F F, Li S L, Sang J J, Gao C, Xu Y P, Wang Q. J. Energy Storage, 2025, 110: 115112.
[112]
Gim C, Kang H, Lee S, Oh G, Kansara S, Hwang J Y. J. Power Sources Adv., 2024, 30: 100163.
[113]
Long Z R, Mao S L, Zhang S C, Zhang J H, Tan C Q, Cheng H, Li S Y, Lu Y Y. Nano Lett., 2025, 25(22): 9015.
[114]
Weng Y H, Sun X Y, Li S Y, Wu Z Y, Chen Z W, Ma Y Q, Zheng Z F, Lin F, Zhang M, Zhang K J, Ling M, Yang K L, Liang C D, Chen J. Inorg. Chem. Front., 2025, 12(21): 6812.
[115]
Song H H, Tian K, Fang Z Y, Guan C H, Jiang H Y, Lu M, Zhang M S, Zhuang S X, Wei H, Wei D, Li X D. J. Colloid Interface Sci., 2023, 631: 214.
[116]
Li X, Han X P, Liu R Z, Zhang S J, Zhang Y M, Cao Y, Wang X Y, Wang R Y, Yang Z X, Sun J. Nanoscale, 2022, 14(9): 3625.
[117]
Han M Y, Zhang S J, Cao Y, Han C Y, Li X, Zhang Y M, Yang Z X, Sun J. J. Energy Chem., 2022, 70: 276.
[118]
Mei S X, Guo S G, Xiang B, Deng J G, Fu J J, Zhang X M, Zheng Y, Gao B, Chu P K, Huo K F. J. Energy Chem., 2022, 69: 616.
[119]
Zhong Y, Yu B C, Xu L Q, Huang Y J, Zheng Y P, Li J X, Huang Z G. Sustain. Energy Fuels, 2025, 9(15): 4125.
[120]
Wang S H, Li S W, Chen X Q, Yin Q W, Zhang W, Ning Y X, Zhang G H, Fu Q. J. Am. Chem. Soc., 2025, 147(42): 38069.
[121]
Zhang Q K, Li Y, Yu P P, Zhang X Q, Wang Y N, Zhao Y X, Sun S Y, Li J L, Ding X Q, Zheng Z, Feng W J, Yao N, Li B Q, Peng H J, Cheng X B, Wen R, Cheng T, Zhang Q, Huang J Q. J. Am. Chem. Soc., 2025, 148(7): 6915.
[122]
Zhao Z W, Pang L, Wu Y Y, Chen Y Z, Peng Z Q. Adv. Energy Mater., 2023, 13(29): 2301127.

基金资助

国家自然科学基金项目(52272021)

国家自然科学基金项目(U23A20559)

国家自然科学基金项目(52232002)

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