鋰電池百篇論文點評（2019.08.01—2019.09.30）

季洪祥，起文斌，田 豐，田孟羽，金 周，閆 勇，張 華，武懌達，詹元杰，俞海龍，賁留斌，劉燕燕，黃學杰

（中國科學院物理研究所，北京 100190）

1 正極材料

1.1 層狀氧化物正極材料

WANG 等[1]利用Al 和Ti 體相共摻雜和Mg表面梯度摻雜合成了高壓鈷酸鋰材料，該材料以0.5 C 的倍率在3 ～4.6 V 下的初始循環容量為224.9 mA?h?g-1，循環 200 周容量保持率為 78%，同時具有優異的倍率性能。

SUN 等[2]使用方便的氣體硫處理方法對富鋰及富鎳材料進行表面處理，使得富鋰/鎳材料表面的氧部分被硫部分取代，產生了很多的氧空位，降低了氧分壓。通過電化學測量、TEM、XRD 等測量方法，發現改性后的材料鋰離子遷移率提升，阻抗減少，結構更加穩定。改性過的材料表現出了良好的倍率性能（改性后10C 條件下為 174.8 mA?h?g-1，未改性為 133.3 mA?h?g-1）和容量保持率（改性材料容量保持為81.10%在0.5 C 條件下循環600 周，未改性材料容量保持為65.78%循環200 周）。

RYU 等[3]系統研究了LiNiO2正極摻雜W 的穩定效果，合成了1.0%、1.5%和2.0% W 摻雜（均為摩爾分數）的LiNiO2。結果發現，W 摻雜下，減小的晶格畸變、富W 表面相的形成以及陽離子有序共同作用使得在循環過程中LiNiO2結構穩定性大大提高；2% W-LiNiO2正極在0.5 C 下100 個循環，容量保持率為95.5%（原始LiNiO2同樣情況下僅有73.7%保持率）。該工作表明，W 摻雜LiNiO2是一種合適的實用高能量密度正極。

AHMED 等[4]研究了 Li1+x(Ni0.85Co0.1Mn0.05)1-xO2（NCM851005）中晶粒內的納米孔，并且通過STEM、EELS、EDX 以及 ToF-SIMS 跟蹤了孔洞從初始到循環后（200 周和500 周）的形貌演化。結果表明，納米孔洞存在會明顯增加①氧損失；②巖鹽相區域的形成；③初始晶粒內的應變誘導效應，從而強烈引起高鎳NCM 正極的衰退。

JUNG 等[5]采用多種方法研究了高鎳三元正極NCM622 在與石墨組裝的全電池中，過渡金屬溶解帶來的影響。首先用X 射線吸收譜確定了高電壓下過渡金屬會以化學計量比在負極側聚集，然后把碳電極在含有單一金屬離子的電解液中放電到不同電位，研究其反應電流的大小，來比較不同金屬的沉積量。最后采用原位XRD 等方法確定了過渡金屬溶解將導致活性鋰的減少，進而容量衰減。

ZHANG 等[6]用高鹽濃度電解液使得鈷酸鋰、石墨體系全電池能夠在90 ℃的高溫下工作。他們分別使用了兩種鋰鹽，結果都是高鹽濃度電解液相對于常規濃度有本質的提升。循環前后的XPS 以及TEM 表明，高鹽濃度電解液在正極表面生成了一層極厚的LiF 層，能夠有效阻止過渡金屬的溶出，從而循環性能優越。

1.2 其他正極材料

WANG 等[7]合成了一種穩定的二維聚芳香基酰亞胺晶體（2D-PAI），并負載到碳納米管上作為鋰離子電池的正極材料（2D-PAI@CNT）。2D-PAI@CNT 具有豐富的π 共軛氧化還原活性萘二亞胺基團、強的環酰亞胺鍵以及高的表面積和可鋰離子通過的良好孔隙。這些特性使得材料的氧化還原活性位點利用率達到82.9%，同時具有優良的結構穩定性以及較高的鋰離子擴散速率。由此，材料展現出優越的倍率性能和循環穩定性，循環8000 周后容量保持100%。

LEE 等[8]研究了過渡金屬氧化物里面自然存在的氧空位對于其作為鋰離子電池正極材料性能和結構的影響。文章從實驗和理論兩個角度闡述了氧空位的存在，從而引起氧空位和TM 離子向熱動力學穩定的位置擴散，進而導致氧空位的聚集以及特定方向上微裂紋的產生，多種類型的Li-TM 氧化物都有沿著氧亞晶格方向的微裂紋。

2 負極材料

2.1 金屬鋰負極材料

WANG 等[9]對電場和磁場共同作用下的金屬鋰沉積進行了實驗和理論的雙重研究。實驗中發現磁場下金屬鋰的沉積更加均勻平整，推測可能是鋰離子受到的洛倫茲力改變了其運動方向。后續又通過Comsol 多物理場模擬軟件，研究了不同磁場強度下的沉積最大半徑。沉積半徑隨著磁場的增強會出現一個極大值，隨后趨向于穩定。相關結果對于金屬負極的使用具有指導意義。

XIE 等[10]對一系列高濃度醚添加的電解液體系進行了篩選，看哪種適用于金屬鋰負極。通過對不同電流密度下的副反應電流、形貌、表面膜成分以及全電池性能比較，選出了高倍率和低倍率下性能最優的電解液組分，同時這種電解液還具有很高的安全性。

SHEN 等[11]針對金屬鋰的空氣穩定性和枝晶生長問題，采用氟化石墨表面涂層方法制備了空氣穩定的金屬鋰負極。借助表面形成的LiF 具有良好的空氣和電化學穩定性，改善金屬鋰界面SEI 組分，同時界面氟化石墨有效抑制金屬鋰在垂直方向的生長，實現了LFP-Li 電池200 次高容量保持率循環。

GUO 等[12]針對金屬鋰枝晶生長和高化學活性，使用g-C3N4納米片作為修飾材料改性金屬鋰表面，形成界面Li3N，從而實現快速的離子傳輸和良好的空氣穩定性。改性后的金屬鋰負極循環壽命可達到900 次無枝晶生成，循環庫侖效率達到99%。

CAO 等[13]采用傳統輥壓方式制備了一種Li-Cu 陣列負極，金屬鋰以微米級線平行分布在平行褶皺的銅集流體表面，該種金屬鋰負極實現最大容量50 mA?h?cm-2，支持20 mA?cm-2電流密度循環，壽命達到2000 h。

FANG 等[14]針對金屬鋰電池中“死鋰”的非活性含量進行了定量測量，詳細研究了金屬鋰在不同電解液和結構中的循環庫侖效率、SEI 形成率和“死鋰”含量，通過詳細對比在多種情況下的鋰沉積形貌、SEI 成分和產氣情況。作者認為一個理想的金屬鋰沉積形貌應為大尺寸柱狀結構，盡量避免彎曲和高比表面積，SEI 應均勻且具有良好化學和機械穩定性并能持續修補，具有連續電子通道的三維結構有助于提升循環但顯著增加SEI 形成率需要謹慎調整。該研究對指導金屬鋰負極設計具有重要的參考價值。

2.2 硅基負極材料

FU 等[15]采用機械混合的方法制備了納米Sn/SiO 復合材料。Sn/SiO（1/2 的重量）可以將SiO的首周庫侖效率從66.5% 提高到85.5%。當Sn的重量超過50%時，其首周庫侖效率可以超過90%。然而，Sn 有催化電解液分解的能力。此外，納米Sn 的粉化降低了Sn/Li2O 的轉化反應活性，含量過高會導致容量迅速衰減.。

LINDGREN 等[16]研究了硅負極材料SEI 的形成、體積膨脹和脫嵌鋰的影響。鋰的不完全脫除是導致電池容量損失的主要原因，而SEI 的形成和分解會降低庫侖效率，從而導致容量損失。同時他們提出鋰化步驟也很關鍵，通過加入恒壓鋰化步驟來提高鋰化步驟的效率，可以使容量損失最小化。

RICHTER 等[17]提出了一種基于輝光放電光譜（GD-OES）的半定量深度剖面方法來測量Si/C 陽極深度中Si 的分布。不同原始硅負極的定量深度剖面顯示，硅在與電解液接觸前呈均勻分布。當其在長期循環后，在負極表面附近顯示出一個峰位，進一步通過拉曼光譜測試，最后證實了Si 在電解液中存在溶解。

ZHANG 等[18]為解決碳包覆納米硅材料導致SEI 膜的過度形成而導致初始庫侖效率低等問題，提出了一種金屬納米晶體界面結合的策略，將其初始庫侖效率從76.9%提升到79.9%。他們設計了一種獨特的結構，其中金屬納米晶體（如銀、銅和鐵）裝飾在聚多巴胺衍生的碳封裝的商業硅納米顆粒表面。金屬納米晶體促進了導電性的提高，降低了顆粒間的電阻，從而顯著提高了初始庫侖效率。

SUNG 等[19]通過化學氣相沉積合成了一種由每層厚度＜20 nm 的SiOx/Si/SiOx/C 包覆層包覆50 nm 的Si 納米顆粒組成的納米復合材料，SiOx位于Si 之間，緩解了硅體積變化產生的應力，使納米球保持形態完整，同時又可以促進循環過程中穩定的固體電解質間相層的形成。由納米球/石墨混合負極和鈷酸鋰正極組成的全電池在101 次循環后平均能量密度為2440.2 W?h?L-1（比傳統石墨高1.72 倍），容量保留率為80%。

JUNG等[20]使用聚丙烯酸作為硅負極材料黏結劑，先使用H2SO4/H2O2溶液對納米Si進行預處理，在Si表面形成－OH，之后加入富含－COOH的聚丙烯酸黏結劑，通過酯化反應，黏結劑與Si之間形成共價鍵，能夠有效提升Si循環穩定性。

K A N G 等[21]研究了不同黏結劑對S i O x負極穩定性的影響， 開發了聚丙烯酰胺PAM∶SBR∶PTFE=6∶6∶3（質量比）的混合黏結劑，此黏結劑表現出了很好的對SiOx負極的穩定效果。其中PTFE能夠抑制電解液對負極的腐蝕；SBR能夠充當負極骨架，增加黏結強度；PAM的高強度能夠抑制Si過度體積膨脹。

ATTIA 等[22]使用三種黏結劑PAA、CMC 和PAN 包覆納米硅，之后進行熱處理，形成三維多層結構硅負極：納米Si 表面包覆一層SiO2，SiO2表面包覆多孔碳，最外層為石墨化的碳包覆層（PAN石墨化）。這種多層網狀三維結構能夠提升納米硅循環穩定性，經過650 周循環，納米硅粉化，但未從三維導電網絡上脫落，因此循環穩定性較好。

2.3 其他負極材料

FANG 等[23]合成了一種碳包裹Ge（10 nm）納米顆粒的球形結構。這種結構為電子傳遞和Li+擴散提供了自由通道，允許Ge 納米顆粒進行合金化反應。這種材料在充放電過程中體積變化是有限和可逆的，具有良好的機械完整性。因此，這些電極具有很高的可逆容量 (1310 mA?h?g-1，0.1 C)。將其與LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2相結合的全電池能提供250 W?h?kg-1的高能量密度。

LIANG 等[24]合成了一種三維石墨烯和二氧化錫復合材料3D-HGF/SnO2，這種材料在0.2 mA?cm-2高電流密度、12 mg?cm-2高質量負載下可以提供14.5 mA?h?cm-2的超高面積容量。

3 電解質及添加劑

3.1 固態電解質

KIM 等[25]報道了一種復雜的鋰氫化物超離子導體電解質，0.7Li(CB9H10)-0.3Li (CB11H12)，25 ℃下的電導率高達6.7×10-3S?cm-1，同時對鋰 金屬具有優越的穩定性。作者研究指出該電解質具有穩定的鋰沉積和溶解特性，界面電阻＜1 Ω?cm2；用在鋰硫電池中使電池在5016 mA?g-1的高電流密度下獲得超過2500 W?h?kg-1的高能量密度。

NAGATA 等[26]以 Li1.3Al0.3Ti1.7P3O12（LATP）和Li3BO3-Li2SO4-Li2CO3（LBSCO）為研究對象研究了高離子電導率電解質和高形變性電解質在非燒結復合正極中的組合影響。研究指出，通過摻入可形變性電解質，高離子電導率電解質和正極活性材料間填充了可變形界面，改善了界面接觸，從而提高了電池的性能。

AHMED 等[27]制備了一種聚乙基丙烯酸基磺酸鹽單離子導體聚合物，室溫離子電導率達到5.84×10-4S?cm-1，并在90 ℃下展現出一定的自修復能力，使用該電解質制備的磷酸鐵鋰電池展實現了500 次循環95%的容量保持率。

3.2 其他電解液/添加劑

AGOSTINI 等[28]將離子液體Py1,4TFSI 作為電解液添加劑應用到了鋰硫電池中，降低了電解液的易燃性，同時提高了鋰負極SEI 的穩定性，因此電池的循環穩定性得到了提升。4 mg?cm-2的高硫負載電極在該 離子液體改性的電解液體系中獲得了600 mA?h?g-1的穩定容量，循環性能比 LiNO3改性的體系更優越。

TORNHEIM 等[29]研究了磷酸鹽和亞磷酸鹽家族的電解液添加劑在高壓下的分解情況，結果表明亞磷酸鹽更容易分解，磷酸鹽在高溫下更加穩定，同時部分磷酸鹽添加劑的加入能夠顯著提高電池的循環性效率。

ZHENG 等[30]提出了利用二（甲磺酰）乙烷作為一種新的高壓電解液添加劑，這種電解液添加劑相比于其他溶劑擁有更高的HOMO 能級，在電池充電過程中能夠預先分解在正極形成穩定的保護膜。

WANG 等[31]研究了2 價錳離子對電解液的破壞，他們發現二價錳離子能和、EC 分子形成溶劑化鞘，從而更容易催化EC 的分解，同時在負極Mn2+形成的溶劑化鞘中的有機分子將優于Mn2+被還原，因此Mn2+將會持續不斷地分解電解液。

YANG 等[32]使用氟代甲烷基液化氣作為溶劑配合四氫呋喃制備的電解液具有良好的金屬鋰穩定性，使用該電解液實現在10 mA?cm-2電流密度下500 次循環后庫侖效率達99.6%，作者認為其優越電化學性能源自于金屬鋰界面形成的低電阻和均勻的SEI。

JIA 等[33]開發了阻燃電解液［1.2 mol?L-1LiFSI in TEP/BTFE（摩爾比1 ∶3）］，同時添加質量分數1.2%的FEC，能夠有效提升Si 負極的循環穩定性，使用此電解液的NCM333/Si 全電池600 周循環容量保持率＞90%。

MENG等[34]在聚二甲硅氧烷PDMS上增加－OCH3基團制備得到PDMS-OCH3，將其作為電解液添加劑來穩定金屬鋰負極。金屬鋰表面自然帶有一薄層Li2O和LiOH，PDMS-OCH3會通過共價鍵Si－O－M作用嫁接到Li2O上，在金屬鋰片表面形成保護層，促進Li的均勻沉積。

YAMAGUCHI 等[35]在EMI基的離子液體中添加VC 來提升Si 負極穩定性，結果顯示20% 1 mol?L-1LiFSA/EMI-FSA 電解液室溫電導率能夠達到18 mS?cm-1，其中添加VC 能夠減少Li+和FSA 之間的電化學反應，同時有助于Si 負極表面形成穩定SEI 膜。

HILBIG等[36]研究丁腈作為鋰離子電池溶劑對NMC/graphite電池性能的影響。經過配方的優化，1 mol?L-1LiPF6，BN∶EC（體積比9∶1）+3%FEC作為電解液時，具有最好的離子電導率和電化學穩定窗口。該電解液具有較好的倍率性能，相比碳酸酯電解液在5 C 的倍率下，電池的容量由66 mA?h?g-1提高到103 mA?h?g-1。同時研究了循環初始時，采用CV循環，可有效提高電池的循環容量。通過XPS的深度分析可知，丁腈可在石墨負極的表面形成有效的電解質膜。

LAN 等[37]研究雙（三甲基硅基）碳二亞胺對高壓富鋰材料性能的影響。結果顯示雙（三甲基硅基）碳二亞胺可有效穩固高壓富鋰材料，即使添加微量的雙（三甲基硅基）碳二亞胺添加劑后，富鋰半電池和全電池在2 ～4.8 V 的200 周容量保持率分別由40%和49%提升至72%和79%。物性表征和理論計算表明，該添加劑可在富鋰材料的表面形成穩定的保護膜，且可有效消除電解液的H2O和HF。

LI 等[38]研究無EC 體系的電解液及其對鎳酸鋰（LiNi0.94Co0.06O2）材料性能的影響。在無EC 體系電解液中，電池顯示出了235 mA?h?g-1的放電比容量。LiNi0.94Co0.06O2/graphite 全電池顯示出了優異的循環性能，在25 ℃下循環1000 周仍有81%的容量保持率，45℃下500 周后仍有80%的容量保持率。同時作者采用TOF-SIMS 和鋰同位素的相結合的方法，具有較好的借鑒意義。

TAKADA 等[39]研究了低介電介質稀釋劑1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙醚（HFE）對高鹽體系LiFSA/TMP 電解液的影響。通過加入稀釋劑后，電解液的黏度下降至11.0 mPa，離子電導率略增至0.87 mS?cm-1，且稀釋后電解液的阻燃性和不尋常的鈍化能力仍保留。光譜分析表明，稀釋后的LiFSA/TMP:HFE 與高鹽的LiFSA/TMP 具有相似的局域配位態，形成了FSA 陰離子衍生的無機表面膜。

WANG 等[40]研究不同含量的己二腈對LiNi0.5Mn1.5O4電池性能的影響。分別研究了0.5%、1%、2%、5%和10%己二腈作為添加劑的效果，數據表明，己二腈的含量為0.5%時電池的性能最好，0.1C 下50 周后電池的容量保持率大97.1%，而當己二腈的含量比較高時，電池的極化會快速變大，且容量快速衰減。XPS 數據和模擬計算表明，當己二腈的含量較高時，活性官能團如會發生副反應，如（EC-H）和（AND+H），導致極化增大。

XIAO 等[41]研究對甲苯磺酰異氰酸酯（PTSI）作為電解液添加劑時對LiNi0.5Mn1.5O4的性能的影響。通過添加0.5%的PTSI 后，相比未添加的循環性能得到了較大的提升。物性表明，PTSI 分解后會在正極表面形成有益的界面膜，降低阻抗，同時降低HF 對極片的腐蝕。

ZHAO 等[42]研究 LiPO2F2作為添加劑時對LiNi0.5Mn1.5O4的性能的影響。通過添加1% 的LiPO2F2后，電池的循環性能和倍率性能均得到了提高，100 周的容量保持率由85.76%提高至95.92%，在4C 的倍率下，放電比容量提高了約40 mA?h?g-1。通過 SEM、TEM、XPS 和 DFT 理論計算結果可知，添加LiPO2F2后，會在正極的表面形成Li3PO4，抑制電解液中LiPF6的分解，同時降低電池的阻抗，提高倍率性能。

CHEN 等[43]研究一種新型的阻燃電解質，該阻燃電解質的鋰沉積/剝離效率高達99.1%，可穩定循環500 周，且無枝晶生成。拉曼數據顯示該電解質不存在自由分子溶劑，X 射線電子能譜（XPS）數據顯示在鋰金屬負極含有富LiF 的界面層。

CHOUDHURY 等[44]研究聚合物電解質在高壓下的應用，通過陽離子鏈轉移劑阻止負極表面不受控制的聚合物生長，從而防止醚類電解質在負極的聚合降解。同時通過預先形成有陰離子聚合物和超分子組成的正極界面膜，可抑制醚類電解質在正極處的氧化分解，提高聚合物電解質的使用電位。

GAO 等[45]通過結合烷氧基官能團陽離子和不對稱亞胺陰離子有效降低離子液體的晶格能，提高離子液體的流動性。使用DEMEFTFSI 基離子液體作為電解質，Li/Li1.2Ni0.2Mn0.6O2在 2.5 ～ 4.6 V 顯示出了 153 mA?h?g-1的比容量，且 500 周后的容量保持率高達65.5%，效率高達99.5%以上。且采用高鹽濃度離子液體后，電池的倍率性能得到較大的改善，認為在高鹽濃度下，存在鋰離子團聚體，鋰離子濃度依賴機制被跳躍型的鋰離子傳輸替代。

LEE 等[46]研究己二腈作為添加劑對高鎳三元鋰金屬電池的性能的影響。以0.8 mol?L-1LiTFSI + 0.2 mol?L-1LiDFOB + 0.05 mol?L-1LiPF6（EMC ∶FEC）作為電解液，1%己二腈為添加劑，該電解液可在鋰金屬負極表面形成導電的且穩固的界面膜，同時己二腈中的腈基和脫鋰態三元材料中Ni4+有強協調作用，可在正極表面形成穩定的界面膜，抑制三元材料界面與電解液的副反應。1%己二腈作為添加劑，Li/Li[Ni0.73Co0.10Mn0.15Al0.02]電池830 周后容量保持率高達75%。

ZHAO 等[47]研究三炔丙基磷酸酯（TPP）作為添加劑對4.5 V 的LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2/graphite 全電池的性能的影響。HRTEM 和XPS 的數據顯示TPP 可以通過氧化和還原聚合在正負極的表面形成穩定的界面膜，這些界面膜可有效抑制電解液的分解和過渡金屬離子的溶解。GC-MS 也驗證TPP對電解液分解的緩解作用。FIBSEM 圖像表明TPP還可以抑制NMC532和石墨材料內部裂紋的產生，提高材料穩定性。同時TPP 還可以通HF 反應，降低對電極的腐蝕。以1% TPP 作為添加劑時，全電池的首周庫容效率有4.4%的提升，同時25 ℃和55 ℃的循環穩定性也均得到了提高。

4 隔 膜

PAN 等[48]在玻璃纖維隔膜兩側進行了碳涂覆來改善電極的導電性。在正極側，碳可以改善極片表面處的活性物質與集流體的電接觸。在金屬鋰負極側，涂覆的碳則可以給金屬鋰的沉積提供空間，使鋰離子更均勻地沉積。實驗表明，新隔膜使電池極化大大減小。

LEE 等[49]開發了一種用于硅負極的凝膠聚合物隔膜：利用乙二醇二縮水甘油醚PEGDE 和二氨基聚氧化丙烯OPPO 的交聯反應得到凝膠聚合物隔膜，浸漬正常液態電解液后可以作為凝膠電解質使用。通過調整PEGDE 和OPPO 的分子量，可以得到不同機械性能和離子電導率的電解質膜。

5 電池技術

5.1 固態電池

CHO 等[50]將吡咯烷鎓類離子液體和包含鋰鹽的聚環氧乙烷作為多功能界面材料開發了低阻抗的全固態復合電極，其中這種界面材料和硫化物電解質以及片狀復合電極的制備過程相兼容。作者指出，該界面材料將各組分很好地結合在一起，同時填充了片狀復合電極中的孔隙，有效地增加了界面接觸面積和各組分之間的物理網絡，從而增強了整個電極的離子輸運能力。通過界面修飾的片狀LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/Li10GeP2S12電極在25 ℃下表現出166 mA?h?g-1的可逆容量，同時表現出較好的循環性能和倍率性能。

SHIN 等[51]將高濃度電解液(MECN)2-LiTFSI:TTE 作為界面材料對全固態Li2S 電池中電解質同正極材料的界面進行了改性。同原始電極相比，經過界面改性后，電池的循環性能得到了顯著提升，循環 100 周后的容量為 760 mA?h?g-1（未改性時為330 mA?h?g-1）。電化學阻抗譜分析表明，經過改性后界面電阻隨循環次數的增加而逐漸減小，而原始電池的阻抗幾乎保持不變。此外，進一步通過截面掃描電鏡（SEM）/X 射線能散譜（EDS）測量可知，通過界面修飾后，電解液隨著電化學循環滲透到正極和固態電解質中，因此表現出阻抗下降的現象。

TAKEUCHI 等[52]將硫化乙醇復合物（SAC）作為全固態鋰硫電池的正極材料進行了研究。以Li3PS4為固體電解質的全固態電池展現出了優良的電化學性能，比容量高達 600 ～ 800 mA?h?g-1。并且將正極活性材料SAC 和電解質進行球磨混合，電池的首周庫侖效率得到了改善。作者通過S K-edge X 射線吸收精細結構測量指出獲得這種改善的原因是同電解質球磨過程中，SAC 材料被部分鋰化，這種預鋰化有利于制備高能量密度全固態電池。

CAI 等[53]通過 AgNO3水溶液誘導 H+/Li+交換在石榴石電解質表面原位構建了親鋰層。實驗分析表明，電解質界面沉積了均勻的Ag 納米顆粒，并且通過形成Li-Ag 合金顯著增強了電解質同鋰負極之間的親和力。通過改性，界面面電阻降低到約4.5Ω?cm-2，在0.2Ω?cm-2電流密度下的穩定循環時間達到了約3500 h，同時臨界電流密度達到了0.75 mA?cm-2。以LiFePO4或LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2為正極的準固態電池在室溫下運行良好，并且全固態電池LiFePO4/garnet/Li 在60 ℃下穩定循環超過200 周。

CHENG 等[54]提出了一種利用高溫直接油墨書寫技術制備混合固態電解質的新方法，免除了用傳統方法進行3D 打印電解質時附加處理步驟，如溶劑蒸發。其中該混合固態電解質由固體聚（偏二氟乙烯-六氟丙烯）聚合物和Li+導電的離子液體電解質組成。此外，通過加入納米陶瓷填料對油墨進行了改性，以達到預期的流變性能，同時油墨的離子電導率為0.78×10-3S?cm-1。通過該方法的使用，在多孔電解質層和電極之間形成了連續且薄而致密的電解質層，有效降低了固態電池的界面電阻。和傳統方法制備的固態電池相比，該方法使電池獲得更高的容量和更好的倍率性能。

KIM 等[55]考慮到在實際應用LGPS 時，控制電極的孔隙率以及改善活性物質與電解質間的界面十分必要，采用Py14TFSI 離子液體作為孔隙填充劑，使用LGPS 構建了高度可靠的電極結構。Py14TFSI 嵌入的復合電極表現出大大提高的可逆容量和功率特性。該工作表明，Py14TFSI 作為孔隙填充劑，可以有效增加活性材料與固態電解質間的接觸面積并且構建穩固的界面，為全固態電池復合電極中提供額外的Li 離子傳輸通道。

OH 等[56]首次實現通過雙溶劑濕化學法合成了缺 Li 的 Li3-xPS4（0 ≤ x ≤ 0.3）。相比傳統采用單一溶劑四氫呋喃，首次采用鄰二甲苯作為共溶劑，促進了Li3-xPS4的濕化學合成。使用雙溶劑合成的 Li3-xPS4（0 ≤ x ≤ 0.15）在 30 ℃ 下具有約0.2 mS?cm-1的Li+傳導率，離子傳導率大大提高；且采用雙溶劑合成Li2.85PS4所裝的LiCoO2/Li-In 全固態電池較使用傳統單一溶劑合成的Li2.85PS4所裝全固態電池性能更加優異。

MO 等[57]研究了固態電解質中鋰枝晶的生長規律。結合理論和實驗，他們發現電解質中傳輸的鋰遇到電子就會還原成金屬鋰，這個過程不一定在電解質與電解材料表面發生，也可能在電解質內部發生，尤其是晶界和內部空隙處。通過在電解質中混入電子導電性更差的LiF，可以減少這個過程的發生，從而提升全固態電池的壽命。

LIANG 等[58]通過基于溶液的方法原位形成在Li 金屬表面上的空氣穩定的LixSiSy保護層來穩定全固態電池中的Li3PS4/Li 界面。在全固態LiCoO2/Li3PS4/Li 電池中，對稱電池中的Li 循環高度穩定超過2000 h，壽命超過100 個循環。

5.2 鋰空/鋰硫及其他電池技術

LAI等[59]采用一系列具有特定結構的小分子，包括三(4-氟苯基)膦（TFPP）、三苯基膦（TPP）和三苯基膦氧化物（TPPO）作為Li-S 電池中正極的界面介質改善了電池的性能。理論計算結果表明，所含的TFPP 是三種小分子中結合性能最強的。同時實驗結果指出，多硫化鋰與TFPP 中F、P 原子之間的強化學相互作用，不僅改善了電解質中電化學過程的動力學，而且促進了充放電過程中短鏈鋰硫化物（Li2Sx, x= 1, 2, 3 和4）在界面處的生成。優化后的電極在倍率增加到5C 時，每周的容量衰減僅為0.042%。

ZHANG 等[60]提出了可將有機化合物碘化三乙基磺銨同時作為氧化還原介體以及鋰-氧電池的固體電解質界面生成劑。在充電過程中，有機碘化物表現出與無機碘化物相當的過氧化物鋰氧化能力。同時，在鋰負極上通過還原性乙基脫附和隨后的氧化反應生成界面層。該界面層防止了鋰負極與氧化還原介體發生反應，并允許高效的鋰離子轉移，從而抑制了鋰枝晶的生成，改善了電池的循環性能。

HE 等[61]研究了在9 種非水電解質溶劑體系下溶劑性質［包括介電常數ε、donor number（DN）、accept numbe（rAN）］與Li-S 氧化還原行為的關系，揭示了S8/S28-的氧化還原電勢隨著溶劑AN 的增加而增加，并證明了DN 是控制多硫化物的氧化還原反應首要的溶劑性質，它決定了溶劑化陽離子（鋰離子）的有效電荷密度，這影響了多硫化物的種類和穩定性。研究表明陽離子絡合物與多硫化物陰離子的相互作用是控制硫/多硫化物氧化還原反應和多硫化物形態形成的最關鍵因素。

HWANG 等[62]通過結合對正極、電解液以及負極的改性，實現了同時滿足快充以及具有高能量密度的鋰金屬電池。 電解液方面，采用1 mol?L-1LiPF6和 0.05 mol?L-1二氟硼草酸鋰溶于碳酸甲乙酯和氟代碳酸乙烯酯的混合液，以確保在金屬鋰負極表面形成穩定堅固的固態電解質界面層（SEI）；在負極側，事先對金屬鋰負極做預處理，增加一個富含Li2O 的SEI 層，提供所需的機械強度，防止早期生成的SEI 破裂；另外對正極，使用Al 摻雜的全濃度梯度Li[Ni0.75Co0.10Mn0.15]O2三元正極，滿足在高負載下的必要循環穩定性。所得的改性金屬鋰電池表現出高的面容量（4.1 mA?h?cm-2），且在3.6 mA?cm-2的高電流密度下具有超過300 周的出色循環穩定性。該工作為實用金屬鋰電池的發展提供了新的視角。

LEE 等[63]針對Li-S 電池中低電子電導問題，通過球磨將少量具有超高電導率的碲元素混合進入正極，形成C-Te-S 復合正極材料，制備了體積比容量達到2275 mA?h?cm-3混合正極，并實現250次循環庫侖效率99.1%。

GUO 等[64]針對鋰空電池中金屬鋰與氧氣的持續作用導致負極鈍化，作者通過使用在氧氣中預處理的LixAl 合金替代金屬鋰作為負極，致密的Al2O3有效抑制了在鋰空電池中氧的不斷滲透，從而減少了在循環中活性鋰的損失，進而將鋰空電池循環壽命提升500 次以上。

ZHANG 等[65]提出了無氟貴金屬鹽陰離子三氰胺［C(CN)3-，TCM-］作為用于ASSLSB 的鋰離子導電鹽，顯示出良好的離子傳導性，良好的熱穩定性和足夠的陽極穩定性，特別是源自LiTCM 分解的無氟固體電解質中間相層具有良好的機械完整性和鋰離子傳導性，這使得基于LiTCM 的Li-S電池可以以良好的倍率能力和庫侖效率進行循環。

REN 等[66]制備了一種應用于Li-S 電池的三維金屬鋰負極，通過對預硫化的三維碳骨架進行熔融鋰滲流，隨后在界面修飾Li-Bi 合金抑制多硫化物滲透并催化形成穩定SEI，實現高硫負載（10.2 mg?cm-2）的情況下 200 次循環。

PRITZL 等[67]研究LiNi0.5Mn1.5O4的阻抗隨循環的變化。數據表明，在高溫下（≥40 ℃）LNMO 阻抗主要由高頻半圓決定，且隨著循環逐漸增大，該部分阻抗具有低的界面電容、弱的溫度依賴和強的輥壓依賴特性，可認為是LNMO 電極與鋁集流體之間的接觸電阻引起的。通過對比以鋁和玻璃碳作為集流體時的阻抗數據可知，該接觸電阻主要是因為在鋁集流體的表面生成了絕緣的表面膜，而不是極片中的碳被腐蝕引起的。在高電位下，電解液氧化分解可以產生質子，隨后質子會和LiPF6反應形成HF，導致該接觸電阻，以LFP/graphite 為對比，通過在電解液中加入HF，結果同樣出現了該高頻半圓。

WU 等[68]通過低溫等靜壓法制備了400 μm厚度的LiCoO2/Li4Ti5O12超厚正極， 實現了131.2 mA?h?g-1的超高比容量。作者進一步使用該方法制備1300 μm 厚度的復合正極，實現了14.4 mA?h?cm-2的超高面容量全電池，作者發現在致密電極中電子/離子電導率均顯著提升。

CHUNG 等[69]通過簡單的干濕兩步混合工藝制備了一種均勻的Li2S-TiS2-電解液復合材料（Li2S-TiS2-E），該復合材料可使絕緣的Li2S 和導電的TiS2組成的粉末混合物被電解液潤濕。該體系中緊密接觸的三相界面提高了Li2S的活化效率，提供了快速的氧化還原反應動力學，使得Li2STiS2-E 正極在C/7 到C/3 的倍率下獲得穩定的循環性能，在500 個周期內具有優越的長循環穩定性，并有望獲得1C 高倍率下的優越性能。

ANOTHUMAKKOOL 等[70]以芘單體和不溶性鋰基Li3PO4的復合物作為電容器的補鋰材料，該復合物的補鋰機制涉及兩個連續不可逆的級聯反應過程：①芘單體氧化聚合釋放質子和電子；②Li3PO4捕獲質子并交換為化學計量的Li+對電容器進行補鋰。同時通過(1H、19F 和31P)核磁共振波譜（NMR）、原位X 射線衍射（XRD）和拉曼光譜對該機制進行了驗證。該補鋰使電容器的容量增加至 17 mA?h?g-1（44 F?g-1，4.4 V），且在1 A?g-1的倍率下，可穩定循環2200 周。

6 電池表征、電池模型和測量技術

BERLINER 等[71]提出了一種用旋轉圓盤電極代替循環伏安法測定固體電解質電化學反應動力學的新方法。通過與液態體系中帶有鐵/氰化鐵氧化還原電對的旋轉圓盤電極所得結果進行比較，這種脈沖伏安法的可靠性得到了驗證。同時作者在固體嵌段共聚物電解質模型中研究了鋰電極的反應動力學。采用脈沖伏安法測定了不同鹽濃度和溫度下的鋰對稱電池的電流，并用BUTLER-VOLMER模型對數據進行分析，得到交換電流密度和表觀傳遞系數。作者發現金屬鋰的沉積反應對過電位的敏感性明顯高于剝離反應，并且反應動力學幾乎與鹽濃度無關，主要受金屬鋰表面性質的控制。此外金屬鋰沉積層的活化能和指前因子是鹽濃度的弱函數。這些結果對于聚合物電解質電池倍率性能的精確建模具有重要意義，并可能有助于更好地理解鋰離子電池。

ARIYOSHI 等[72]利用稀釋電極活性物質的方法研究了LAMO（Li[Li0.1Al0.1Mn1.8]O4）電極的電化學阻抗譜，結果表明阻抗譜的高頻部分是由電極中的三維結構分布決定的，阻抗譜中的低頻部分是由電荷轉移阻抗決定的，對于厚電極來說，減少高頻部分的阻抗至關重要。

NISHIMURA 等[73]利用硬X 射線探究了Ni K pre-edge HERFD-XAS 和 Ni 1s2p RXES 去 理 解 應用于鋰離子電池中的PE 材料內的Ni 的電荷補償行為。結果表明，兩種方法都展現出了在光譜特點上和X 射線 Ni L2,3-edge XAS 類似的順序變化。所以在研究基于鋰鎳氧化物的PE 材料中鎳的電荷補償行為時，Ni K pre-edge HERFD-XAS 和Ni 1s2p RXES 可以用來代替X 射線 Ni L2,3-edge XAS，并且有著硬X 射線高穿透性的能力，為PE 材料的合理開發打開了新的研究方式。

HARKS 等[74]利用NDP（中子深度剖面）技術，通過對三種不同電極的比較，碳硫、帶10%鈦酸鋰的碳硫、帶碳酸鋰膜的碳硫，給出了鋰硫電池放電過程中不同階段聚硫化物遷移的實時證據，并闡述了鋰硫電池充放電的關鍵過程：①理想的捕獲劑混合在電極基體和導電體中，這樣的捕獲劑可以將電子轉移到黏附的物質上，從而提供催化功能，并協助多硫化物氧化還原反應形成固體沉積；②體積膨脹可以部分被多硫化物的溶解所抵消，但固態產物的形成會對基體產生較大的應變；③關于多硫化物在電池充放電過程中可逆的遷移找到了直接證據。

FREYTAG 等[75]采用一個新的原位魔角自旋7Li 核磁共振觀察了LiCoO2-石墨鋰離子全電池首周充放電過程中的電荷狀態、金屬鋰的沉積以及固態電解質界面層（SEI）的形成，并通過一個新型的凝膠卷電池設計提高了光譜分辨率。這個方法可用于同時監控正負極，實時追蹤全電池中Li 的分布，可能還可以用于分析電池中容量損失的原因。

BRUCK 等[76]考慮到在厚電極中有效利用電活性材料對發展更高能量密度的Li 基電池以及降低電池的成本有很大幫助，探索了多電子轉移轉化反應材料Fe3O4的鋰化過程，并使用能量色散X射線衍射原位層析成像了其電化學鋰化過程中電活性材料的利用。在有效限制Fe3O4納米顆粒聚集、促進粒子擴散的同時，采用將針狀碳納米管（CNT）混入電極中，在500 μm 的厚電極中為活性材料Fe3O4構建了良好的電子傳輸通道，使其在0.1 C 的倍率下可以發揮全部容量。另外根據衍射數據的擬合，在時間和空間分辨上確定了相組成，確定了轉化產物為Li2O 和金屬Fe，且Li2O 微晶在最初形成后會繼續長大。

MAIBACH 等[77]考慮到現場原位環境壓力光電子能譜的發展對在實際電池環境中電極和電解液界面的表征有著關鍵意義，采用環境壓力光電子能譜對模型電解液［1 mol?L-1雙(三氟甲烷)磺酰亞胺鋰鹽溶于碳酸丙烯酯］進行了表征。結果表明，液體電解液滿足預期的組成，而電解液表面發現了明顯的離子積累。該工作證明了對電池電解液等復雜液體體系進行直接測試的可能性，對實現真正的現場原位研究有著重要意義。

SEITZMAN 等[78]考慮到在全固態電池體系中鋰金屬負極仍可能會生長枝晶，導致短路而使得電池崩潰，使用自定義樣品臺支持的同步輻射X 射線成像，原位觀察了固態電解質中金屬鋰的形成與遷移。該技術對Li/LPS/Li 結構可以達到接近1 μm的空間分辨率。結果表明，在整個對稱電池中，孔洞的擴展都可以被觀察到；且從視覺上類似于鋰金屬負極與LPS 固態電解質中已存的孔洞相互作用而導致裂紋的擴展。

YU 等[79]利用軟X 射線疊層成像研究了從50%荷電態的電池電極中提取的磷酸鐵鋰納米片。通過一系列納米尺度的X 射線斷層圖像，量化了其電化學態；且對于單個納米顆粒解析了相邊界。通過成像觀察還發現了多反應點、顆粒內的非均質性以及尺寸效應。該工作強調了多維度分析工具對設計下一代高性能器件的重要意義。

RAHE 等[80]利用X 射線計算機斷層掃描（CT）對原始的和老化的電池電極進行了成像分析，對比以確定結構隨使用壽命的改變。由CT 圖像獲得了電極內部孔隙結構并且識別了材料的形貌；可視化并量化了有機殘留物和沉淀導致老化負極的孔隙率降低；正極側觀察到顆粒的破碎以及集流體的腐蝕；另外對Li 分布的量化分析完善了老化研究的解釋，證明了電池性能衰減可以歸因于參與循環的Li 被結合在負極顆粒表面層而造成損失。

HUGER 等[81]通過中子反射技術（NR）實現了對Li 離子在無定形硅薄膜和金屬鋰氧化層（LiNbO3）擴散的原位觀測，結果顯示Li 離子在硅中的擴散速率是控制步驟，LiNbO3/Si 界面不會明顯阻礙鋰離子滲透。

CHERKASHININ 等[82]研究了電池電壓與不同薄膜陰極材料的電子電離勢的相關性，通過光電子能譜獲得的電離電勢與充電平臺開始時的電子化學勢相聯系，并將其差異與鋰的電離電勢與電池電壓的電子貢獻相關聯，發現了電離電勢與平均電壓之間的合理關聯性，以及電子貢獻是電池電壓的主要因素。

HAN 等[83]通過使用時間分辨操作中子深度剖析監測鋰電鍍過程中三種流行但有代表性的SE（LiPON，LLZO 和非晶 Li3PS4）中 Li 濃度分布的動態演變，從而說明了枝晶形成的起源。表明LLZO 和Li3PS4中高電子電導率主要負責這些SE中枝晶的形成，因此，降低電子電導率，對于全固態鋰電池的成功至關重要。

MAHANKALI 等[84]通過掃描電化學顯微鏡（AFM-SECM）技術，得出在Li-S 電池充電過程中，導電部分發生溶解，而絕緣部分（主要為Li2S）與中間LiPS 發生反應。在較高的氧化電位下，LiPS逐漸轉變為絕緣產品，這些產品會在循環中累積，從而導致活性材料利用率下降，最終導致容量衰減。

LI 等[85]對以磷酸鐵鋰（LixFePO4）和鋰鎳鈷鋁［Lix(Ni0.80Co0.15Al0.05)O2］為正極的兩種18650鋰離子電池在過度加熱時釋放氣體的可燃性進行了研究，以考察評估它們的安全性。作者把兩種電池在不同的充電態（SOC）下進行過度加熱，然后對其中的氣體成分進行分析。他們依照氣體分析的結果，計算了可燃性上限（UFL）、可燃性下限（LFL）、可燃性范圍（RF）、可燃性危險指數（HF）、電池消防安全閾值（SOCF）、稀釋比閾值（DRF）。電池釋放的氣體中所含有的惰性氣體，主要是CO2，對于這些參數的影響也包含其中。作者通過計算發現，兩種電池的UFL 曲線和LFL 曲線都形成了半島形狀。區別在于磷酸鐵鋰電池氣體的LFL 曲線在低充電態下有明顯上升，從而導致了它的可燃性范圍RF 相對較低。并且由于CO2的稀釋作用，在相同的充電態下，磷酸鐵鋰電池氣體的稀釋比閾值也要明顯低于鋰鎳鈷鋁電池產生的氣體。

KRAUSE 等[86]對硅納米線負極材料上進行了原位拉曼光譜測量。他們對電極進行了獨特設計，這種電極設計允許對電池中化學變化的光譜進行觀察。他們分別觀察了未包覆的硅納米線和碳包覆的硅納米線材料。在整個循環期過程中都有很強SEI 相關峰位，隨著兩個樣品的Si 信號的降低，未包覆的硅納米線在1859 cm-1處多一個峰位，這可能與硅納米線表面一種未知的SEI 有關。并且他們通過對相似樣品進行了原位XRD 測試，進一步驗證了該結果。

WANG 等[87]通過合成標準物質，對石墨負極表面形成的SEI 進行了細致研究。發現之前公認的二碳酸乙烯鋰并不存在于其中，其正確組成應該是單碳酸乙烯鋰。核磁共振的結果強烈支持了這一點。而且，前者是離子絕緣體，后者的結構才能提供離子通道，使SEI 在電極材料表面不至于阻擋離子進出。

HUANG 等[88]使用冷凍透射電鏡研究了炭黑表面SEI 生長過程，給出了負極表面SEI 生長模型：首次循環后，炭黑表面生成約2 nm 無定形SEI，之后經過20 次循環，部分顆粒表面SEI 生長到約5 nm，形成由有機物烷基碳酸鹽和無機物Li2O/LiOH/Li2CO3組成的穩定SEI 層；部分顆粒表面SEI 生長到約100 nm，分析原因為其SEI 中缺少無機鹽成分，導致沒有形成有效鈍化層，電解液在其表面得電子不斷還原分解。

YOHANNES 等[89]通過漫反射紅外傅里葉變換光譜法研究了FEC 和VC 對中碳微球（MCMB）負極SEI 形成的影響。在1 mol?L-1LiPF6/EC+EMC（體積比1 ∶2）電解液中加入2% VC，在第1個鋰化周期中MCMB 電極上以1.0 V 開始形成SEI，這與CV 中觀察到的VC 的電化學還原相對應。SEI 膜中含有聚碳酸亞乙烯酯、聚碳酸酯和Li2CO3三種物質，當掃描電位降至0.6 V 左右時，可以發現更多的聚碳酸酯物質，在隨后5 個循環周期中發現了類似持續形成的SEI 成分。在5% FEC 的電解液中，MCMB 電極上以1.4 V 開始形成SEI，SEI膜中含有聚氟代碳酸乙烯酯、聚碳酸亞乙烯酯、Li2CO3和有機氟磷形成的碳酸烷基鋰。在電位掃描至0.6 V 及隨后的5 個鋰化周期中觀察到相同成分的SEI。從第2 次鋰化及之后的循環來看，SEI的形成電位沒有發生變化。這表明，在VC 和FEC存在下，SEI 的形成是由第1 個鋰化循環的電荷轉移減少引起的，而導致了后續循環中SEI 的持續形成。同時他們發現5% FEC 電池阻抗比2% VC 的阻抗低。FEC 添加劑的低阻抗可能是由于有機氟磷和聚FEC 的形成。

WU 等[90]考慮到理解固態電池電化學性能背后機理的重要性，使用同步輻射X 射線斷層顯微成像對全固態電池進行了三維和時間分辨的測量，復合層中電化學反應的梯度和形貌的演化被清晰地觀察到。結果表明，活性材料Sn 的體積膨脹和收縮在沿著電極厚度方向有著強烈的取向；另外由于Sn 的形變而導致的固態電解質區域顯著的形變破裂被觀察到，且依賴于顆粒尺寸和排列的有組織的裂紋模式被發現。該工作對合理設計全固態電池中顆粒和電極的形貌有所幫助。

7 理論計算、界面反應及其他

BHANDARI 等[91]利用密度泛函理論評估了鋰離子在EC/LiPF6電解液體系中傳輸進入LiFePO4的(010)面的鋰離子傳輸屏障，結果表明該傳輸屏障高于鋰離子在電解液和LiFePO4體相中的傳輸屏障，成為制約電池體系中鋰離子傳輸的關鍵因素。

TSUCHIYA 等[92]結合了高能彈性反沖檢測的離子束分析和盧瑟福背散射光譜探測9.0 MeV O4+離子束，將其作為一個有力的檢測技術闡明了Pt/LATP/LiCoO2/Au 固態電池中界面處靜態的Li 分布，并且準確檢測了在幾十納米尺度的深度分辨率下電壓依賴的相對Li 濃度改變。結果發現，貧Li區域會在LATP 固態電解質內部，與LATP/LiCoO2界面周圍，厚度（120±30 nm）的區域形成。該工作對指導設計具有更小界面阻抗的全固態鋰離子電池有所幫助。

WANG 等[93]研究了金屬鋰在不同溫度下的沉積模式，作者發現金屬鋰在醚類電解液中高溫下成核速率低，沉積過電位隨之降低，促使金屬鋰形成連續大尺寸沉積，降低死鋰比例的同時顯著提升金屬鋰的循環效率。作者實現了在60 ℃下庫侖效率99.3%的300 次穩定循環。

SUN 等[94]采用碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯和LiTFSI/LiPF6混合鋰鹽電解液改善金屬鋰界面SEI 成分，通過形成具有高比例無機SEI 組分提升界面離子電導率，抑制金屬鋰在大電流密度下枝晶形成。

SEO 等[95]通過原位液相電子顯微鏡研究了錫-氧化錫核-核殼納米顆粒的鋰化過程中的應力-成分的關系。同時他們觀察到了鋰化過程中納米顆粒中不均勻組成場的形成。基于密度泛函理論的應力模型計算表明，復合梯度與外加應力成正比。基于這種耦合，他們證明了可以通過對鋰合金材料施加不同的應力來定向控制鋰的分布。

FITZHUGH 等[96]通過計算評估了Li10SiP2S12與67000 多種材料的界面穩定性，報告并分類了超過2000 種預計在陰極電壓范圍內形成穩定界面的材料，以及超過1000 種關于陽極范圍的材料。

FROBOESE 等[97]通過使用電化學惰性玻璃顆粒作為模型活性材料，造出結構清晰的模型電極，對鋰金屬電極與模型電極之間的界面電阻進行了研究，清楚地表明，小體積活性材料的高體積分數會導致更高的界面電阻。最后，引入模型通過活性物質的體積分數來預測全固態電池電極內的固體電解質的有效離子電導率。

BOUIBES 等[98]研究高鹽濃度和磷酸三甲酯溶劑在SEI 層形成過程中的作用。使用QM 計算描述了阻燃電解液LiFSA/TMP 的還原，在此基礎上應用“the red moon”方法研究了SEI 層形成的微觀機制，這種方法可依據三鹽濃度成功形成SEI層，并與實驗觀察的自上而下的SEI 形成機制相兼容，這種形成機制的SEI 更厚和密實，主要是由于LiFSA 在TMP 溶劑中的還原產生。研究表明，鹽濃度的增加以及TMP 溶劑的增加是改善SEI 層形成的重要關鍵因素，使石墨陽極在阻燃電解液中具有良好的充放電性能。

APPIAH 等[99]提出了一種鋰離子電池加速老化分析的失效框架。該框架涉及LiMn2O4/graphite全電池循環老化機制的物理-化學容量衰退的耦合模型，以及一個基于物理的用于預測電池不同溫度下的循環性能的多孔復合電極模型。在此基礎上，建立了基于物理-化學耦合電容衰減模型和物理的多孔復合電極模型預測的一維簡單經驗壽命模型。利用該一維簡單經驗模型進行了基于時間-溫度疊加原理的加速循環老化分析。該框架用于預測LiMn2O4/graphite 全電池加速老化分析的最大循環次數和所需的最高溫度。通過LiMn2O4/graphite 全電池在25 ℃和60 ℃下的實驗循環數據分析，驗證了該框架的有效性。

WANG 等[100]以LiH 和3,4-二羥基苯甲酸為原料，通過簡單的化學反應合成了有機補鋰材料Li2DHBA，該補鋰材料可貢獻出約 302 mA?h?g-1的補鋰容量，用作LiFePO4/graphite 全電池的補鋰材料，使全電池的首周容量和效率均有較大的提高，Li2DHBA 脫鋰后，殘留物會溶解于電解液中。