Single step synthesis of size-controlled carbon quantum dots using electrochemical etching of graphite
碳量子点（CQD）是纳米级sp2杂化碳颗粒。在这项工作中，我们提出了一个简单的一步合成的CQDs的电化学粉碎方法和技术，以控制其尺寸在其生长过程中。从市售铅笔电池中提取的石墨棒用作电极：碳源。在生长过程中，以十二烷基硫酸钠（SDS）为封端剂，通过控制电流对溶液进行刻蚀，合成了不同尺寸的CQDs。所形成的受控尺寸的CQD可用作生物成像和传感平台的荧光标记物，用于广泛的应用。
2020-11-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
STEP: Efficient Carbon Capture and Solar Thermal Electrochemical Production of ammonia, fuels, cement, carbon nanotubes, metals and bleach
STEP（Solar Thermal Electrochemical Production）是一种替代性的太阳能转换工艺。新的和原始的，未发表的STEP结果与其他STEP结果进行比较。STEP过程使用半导体、太阳能和电化学来产生广泛的有用化学品，而不是电力作为产品。利用亚带隙（产生热量）和超级带隙（产生电子）的太阳能照射，STEP比光伏或光电化学太阳能转换更有效。本文推导并实验验证了STEP理论在高太阳能效率下电合成含能分子中的应用。在STEP中，金属、燃料、氯和碳捕获的有效形成是由太阳能加热电解驱动的，该电解在低于储存在产品中的室温能量的电压下发生。作为一个实例，由于在高温和反应物浓度下的高效太阳能热吸收和电化学转化的协同作用，CO2在超过50%的太阳能效率下被还原为燃料或可储存的碳。无论有没有太阳能，CO2都可以有效地转化为碳纳米管（C2 CNT）。描绘了无CO2 STEP氨、铁和水泥生产的新结果。水通过熔融电解有效地分解成H2。为在10年内将大气二氧化碳水平逐步降低到工业化前水平提供了一条途径。
2019-01-22 cond-mat.mtrl-sci
Synthetically Encapsulated \& Self-Organized Transition Metal Oxide Nano Structures inside Carbon Nanotubes as Robust Li-ion Battery Anode Materials
我们报告了一个全面的研究四种不同的过渡金属氧化物封装在碳纳米管（CNT）的电化学性能。与氧化物包封物的类型无关，所有这些样品与裸氧化物相比都表现出优异的循环稳定性。在样品合成过程中创新性地使用樟脑，可以精确控制这些自组织碳纳米管结构的形态，这反过来似乎对比容量的大小起着至关重要的作用。不同样品的电化学数据的比较评价提出了有趣的推论有关的形态，填充分数的氧化物封装，和存在的氧化物纳米颗粒粘附在填充的CNT外。我们的研究结果为优化关键参数提供了有用的指针，从而为使用这些合成封装和自组织碳纳米管结构作为锂离子电池的阳极材料以及可能的其他电化学应用铺平了道路。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-Emitting Electrochemical Cells of Single Crystal Hybrid Halide Perovskite with Vertically Aligned Carbon Nanotubes Contacts
基于所报道的混合卤化铅钙钛矿在电场下的离子迁移，我们开发了一种明亮的、发光的电化学电池，该电池使用直接生长在垂直排列的碳纳米管（VACNT）森林上的CH_3 NH_3 PbBr_3单晶作为接触电极。在所施加的电场下，晶体中的带电离子漂移并在电极附近积累，导致在操作中形成p-i-n异质结。由于CNT尖端增强的电场，降低的界面能垒和强电荷注入导致在室温下高达1800 cd/m2的明亮的绿光发射（平均= 60 cd/m2）。除了光发射之外，这种原始的器件架构指出了在操作稳定的基于钙钛矿的光电子器件中实现垂直对准的CNT作为电极的可能性。
2021-05-01 cond-mat.mtrl-sci
Revealing the Mechanism of Electrochemical Lithiation of Carbon Nanotube Fibers
碳纳米管（CNTFs）的连续纤维织物是用于多功能能量存储装置的有吸引力的材料，无论是作为集流体还是作为活性材料。尽管具有相似的化学组成，但CNTF中的锂化/脱锂作用与传统的石墨电极有很大不同。在CNTFs中，这个过程主要是表面过程，插入束间隙，电化学掺杂和经常被忽视的sp2晶格在循环时的部分降解。通过广泛的电化学分析，结合原位拉曼光谱测量，我们分析了高度结晶的碳纳米管纤维的复杂锂化行为。CNTF可以可逆地存储锂，具有高的比容量和倍率性能，这要归功于大的电容贡献。在锂化后，它们经历电化学掺杂，纵向电导率增加多达100%，伴随着拉曼光谱的大幅下移。然而，CNTF也受到高的首次循环不可逆容量、电压滞后和循环时的非晶化的影响。电化学分析证实，SEI的形成是负责的第一个循环的不可逆容量。电压滞后主要归因于堆叠纳米管之间的间隙中的锂离子的捕获。另一个主要特征是预先存在的缺陷，这促进了电容存储，但导致CNTF的渐进非晶化。事实上，已经证明，在没有预先存在的缺陷的超纯CNTF中阻碍了不期望的非晶化。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Gas-phase functionalization of macroscopic carbon nanotube fiber fabrics: reaction control, electrochemical properties and use for flexible supercapacitors
定向碳纳米管（CNT）组装成纤维（CNTF）是开发和应用CNT独特的物理化学性质的一种方便的方法。CNT功能化已被广泛用于将其实现到复合材料和器件中。然而，CNTF功能化仍处于起步阶段，由于与CNTF形态保存相关的挑战。在这里，我们报告了一个彻底的研究CNTF织物的气相功能化，使用臭氧产生的原位从紫外线源。与基于液体的氧化方法相比，这种气相方法保留了CNTF的形态，同时显著增加了其亲水性。通过Raman、XPS、TEM和SEM对功能化材料进行了全面表征。其新获得的亲水性使CNTF在水介质中的电化学特性，这是不可能的原始材料。通过比较在水电解质和离子液体中的电化学测量，我们解耦了功能化对赝电容反应和量子电容的影响。功能化CNTF织物成功地用作具有基于离子液体的聚合物电解质的全固体超级电容器柔性装置中的活性物质和集流体。
2019-02-13 cond-mat.mtrl-sci
Unveiling Mechanisms of SEI Formation and Sodium Loss in Sodium Batteries via Interface Reactor Sampling
Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学（深圳））；Shandong University（山东大学）；Shenzhen University（深圳大学）
研究通过界面反应器采样策略揭示钠电池SEI形成机制及钠损失机制，揭示不同电解质形成不同SEI结构，并建立原子尺度框架指导SEI工程。
2026-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Degradation and SEI Evolution in Alloy Anodes Revealed by Correlative Liquid-Cell Electrochemistry and Cryogenic Microscopy
本研究通过关联液相电化学与冷冻显微镜，揭示了合金负极中SEI形成、锂保留及退化机制，为下一代电极材料提供了通用表征平台。
2025-05-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Modeling Electrochemical Decomposition of Fluoroethylene Carbonate on Silicon Anode Surfaces in Lithium Ion Batteries
氟代碳酸亚乙酯（FEC）显示出作为电解质添加剂用于改善锂离子电池（LIB）中使用的硅阳极上的钝化固体电解质界面（SEI）膜的前景。我们应用密度泛函理论（DFT），从头算分子动力学（AIMD），和量子化学技术来研究过量电子诱导FEC分子分解机制，导致FEC改性SEI。我们考虑一个和两个电子的反应，使用集群模型和明确的界面之间的液体电解质和模型Li（x）Si（y）表面，分别。发现FEC比未取代的碳酸亚乙酯表现出更多样的反应途径。单电子和双电子反应的初始键断裂事件和产物在性质上是相似的，在两种情况下都分离出氟离子。然而，大多数单电子产物是电荷中性的，不是阴离子的，并且可能不会聚结以形成有效的Li+传导SEI，除非它们被进一步还原或参与其他反应。讨论了这些反应对硅阳极锂离子电池的影响。
2014-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Charge-induced electrochemical actuation of armchair carbon nanotube bundles
采用第一性原理计算研究了电荷掺杂对扶手椅型单壁碳纳米管束的结构变形和电子结构的影响.特别是，我们选择了（6; 6）单壁碳纳米管作为一个例子，我们计算的单壁碳纳米管束的机械变形作为栅极电压的函数，这可以作为人工肌肉中的机电致动器的基础。我们发现，驱动响应的幅度，如应变和应力的（6; 6）单壁碳纳米管束的情况下，空穴掺杂的基本上大于电子掺杂。（6）; 6）单壁碳纳米管束还表现出低对称性，并在电荷中性条件附近打开约0.41 eV的能带隙，当费米能的相对位移达到0.60 eV时，这允许在电子掺杂状态下发生超导体到金属的转变，高于该相对位移，杨氏模量增加。
2017-04-23 cond-mat.mtrl-sci
The modification of the pore characteristics of activated carbon, for use in electrical double layer capacitors, through plasma processing
目的是确定等离子体处理是否可以通过形成额外的表面电荷来有助于基于活性炭电极的电化学电容器的增强的电容和能量密度。虽然通过最佳等离子体处理获得了高达35%的重量电容的增加以及约20%的电阻降低，但是增加的等离子体暴露产生了电容（/电阻）的急剧降低（/增加）。研究还发现，电容和电阻调制是样品处理以及电化学测试过程的敏感函数。考虑到模拟现实多孔基质的复杂性，已经假定了一个度量来参数化电解质进入基质的范围。
2016-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A facile synthesis method and electrochemical studies of hierarchical structured MoS2/C-nanocomposite
采用一步水热法制备了一种以细菌纤维素（CBC）纳米纤维为基体的均匀包覆的MoS 2/C纳米复合材料，并在700 °C氩气保护下进行了热处理。Mo前驱体和BC纳米纤维之间的强氢键被发现是在水热过程中在纳米纤维上原位生长MoS 2纳米片的关键。在烧结过程中保持了独特的结构，并加强了MoS 2和纳米纤维之间的连接，从而提高了所得纳米复合材料在电化学循环时的稳定性。低成本和环保的3D网状结构使锂离子电池的无粘合剂和无碳电极成为可能，其在1C的C倍率下表现出高达1140 mAh/g的高放电比容量，超过50次循环后容量没有明显衰减。复合材料的多孔导电分级结构通过避免MoS 2纳米片的聚集和通过调节电化学循环时出现的机械应力而赋予优异的速率性能。
2017-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Structure and stability of carbon nitrides: ring opening induced photoelectrochemical degradation
针对清洁能源领域对稳定光催化材料的需求，本研究制备并表征了三聚氰胺热缩聚得到的聚合碳氮化物，发现其在高过电势下会因开环发生光电化学降解，为该类材料的应用优化提供了依据。
2021-03-31 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Improved electro-grafting of nitropyrene onto onion-like carbon via in situ electrochemical reduction and polymerization: Tailoring redox energy density of the supercapacitor positive electrode
本文报道了一种改进的将1-硝基芘（Pyr-NO2）物理接枝到高度石墨化的碳洋葱上的方法。这是通过原位还原NO2基团降低芘聚合的起始电位来实现的。与还原的NO2相关的额外的氧化还原活性能够超过与接枝的芘主链的p-掺杂相关的法拉第容量，如对于芘、1-氨基芘和未还原的Pyr-NO2所观察到的。理论计算表明，Pyr-NO2的电荷转移和结合焓的能力，这是显着高于其他两个物种，并允许改进的p-堆叠在碳表面上。在20wt%接枝Pyr-NO2时，电极的容量从20 mAh g-1电极跳跃到38 mAh g-1电极，其对应于每质量Pyr-NO2 110 mAh g-1，并且平均电势增加200 mV。非常有趣的是，这种高性能还伴随着超过4000次循环的初始容量以及功率特性的出色保持，证明了采用本发明原位接枝技术的显著优点。
2019-03-01 cond-mat.mtrl-sci
Flexible Graphene/Carbon Nanotube Electrochemical Double-Layer Capacitors with Ultrahigh Areal Performance
具有高面积电容的电化学双层电容器（EDLC）的制造依赖于使用高质量负载的高度多孔活性材料。在此，我们展示了石墨烯/纳米管混合EDLC的高通量制造。采用湿法喷射研磨（WJM）方法将石墨剥离成工业规模的单层/少层石墨烯薄片（WJM-G）（生产率约0.5kg/天）。将商业单/双壁碳纳米管（SDWCNT）与石墨烯薄片混合，以便在它们的膜形成期间充当石墨烯薄片之间的间隔物。后者通过一步真空过滤获得，从而产生自立式、无金属和无粘合剂的柔性EDLC电极，具有高达30 mg cm-2的高活性材料质量负载。相应的对称WJM-G/SDWCNT EDLC在1.3 mW cm-2下表现出539 uWh cm-2的电极能量密度和高达532 mW cm-2的工作功率密度（优于大多数EDLC技术）。即使在高度折叠状态（高达180度）下，EDCL也表现出出色的循环稳定性和出色的灵活性。活性材料的工业化生产、EDLC电极的简化制造以及所生产的EDLC的电介质面积性能的组合对于新颖的先进EDLC设计是有希望的。
2020-04-11 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantitative comparison of different approaches for reconstructing the carbon-binder domain from tomographic image data of cathodes in lithium-ion batteries and its influence on electrochemical properties
众所周知，碳粘合剂域（CBD）的空间分布为进一步优化锂离子电池提供了巨大的潜力。然而，它是具有挑战性的重建CBD从同步辐射断层扫描获得的断层图像数据。在本文中，我们考虑了几种方法来分割三维图像数据的两个不同的阴极分为三个阶段，即活性物质，CBD和孔隙。更确切地说，我们专注于全局阈值，基于EDX数据的局部闭合方法，k均值聚类方法，以及基于已通过相关显微镜训练的神经网络的程序，即，基于由同步加速器层析成像获得的数据和代表相同电极的FIB-SEM数据。我们量化的影响所考虑的分割方法的形态特征，以及由此产生的性能空间分辨的运输模拟。此外，我们使用实验确定的电化学性质，以确定一个适当的范围内的有效传输参数的CBD。所开发的方法被施加到两个不同的制造阴极，即超厚的非结构化阴极和两层中具有不同的CBD含量的两层阴极。这种比较阐明了特定结构化概念对阴极3D微观结构的影响。
2022-07-28 cond-mat.mtrl-sci stat.AP
Controlled Transition Metal Nucleated Growth of Carbon Nanotubes by Molten Electrolysis of CO$_2$
在熔融碳酸盐中电解CO $_2$已被引入作为一种替代机制，以高产率低成本地合成碳纳米材料。直到最近，CO $_2$被认为是无反应的，使其清除成为一个挑战。CO $_2$是人为全球变暖的主要原因，其利用和转化为稳定，有价值的材料提供了一个激励途径，以减缓气候变化。本研究的重点是在熔融碳酸锂中控制电化学条件，将从大气中吸收的CO $_2$分解成碳纳米管，并分解成各种宏观的CNT组装体，这可能对纳米过滤有用。通过改变阳极和阴极的组成和结构、电解液的组成和预电解处理、以及改变电流施加和电流密度，电化学制备了不同形貌的碳纳米管。通过SEM、TEM、HAADF、EDX、XRD和Raman等分析手段，对碳纳米管的形貌结构和碳纳米管熔融碳酸盐的生长机理进行了研究。CNT生产的主要商业技术是化学气相沉积，其更昂贵一个数量级，通常需要金属有机物而不是CO $_2$作为反应物，并且可以是高能量和CO $_2$排放密集的（携带高碳正足迹，而不是负足迹）。
2022-01-19 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Synergistic Effect of Multi-Walled Carbon Nanotubes and Ladder-Type Conjugated Polymers on the Performance of N-Type Organic Electrochemical Transistors
本文通过将多壁碳纳米管与梯型共轭聚合物BBL协同结合，开发出电子迁移率提升一个数量级以上、响应时间低至15 ms的创纪录高性能n型有机电化学晶体管，并实现了增益大于16、功耗低于1 uW的互补反相器。
2024-01-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
A grand potential for molten-salt electrochemical phase diagrams from first principles
Universität Bremen（不来梅大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；Paul Scherrer Institut (PSI)（保罗谢尔研究所）
本文提出基于第一性原理的多组分体系电化学相图构建框架，推导巨势并结合微调的机器学习原子间势，通过筛选电解质验证其预测能力，为低碳金属生产的材料与条件选择提供理论基础。
2026-10-14 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Filled Carbon Nanotubes as Anode Materials for Lithium-Ion Batteries
将成熟的材料缩小到纳米级是获得新功能的关键途径，特别是如果不同的功能合并在混合纳米材料中。混合碳基分级纳米结构对于电化学能量存储特别有前途，因为它们结合了纳米尺寸效应、增强的导电性和本体材料的完整性的益处。我们表明，内嵌多壁碳纳米管（CNT）封装高容量（这里：转换和合金化）电极材料具有很高的潜力，用于锂离子电池（LIB）的阳极材料。存在与电化学能量储存中的应用相关的填充的CNT的两个基本特征：（1）CNT的刚性中空腔体在其内腔中提供纳米颗粒的上限，所述纳米颗粒既与其它CNT的填充物分离又被保护免于降解。特别地，CNT壳抵抗封装物响应于电化学循环的强烈体积变化，这在常规转化和合金化材料中阻碍了在能量存储装置中的应用。(2)碳套确保与活性材料的电接触，因为它们不受封装的潜在裂缝的影响，并在电极化合物中形成稳定的导电网络。我们的研究证实，胶囊是电化学活性的，可以实现完全的理论可逆容量。结果表明，在CNT内封装纳米结构可以为LIB提供新的高性能纳米复合阳极材料的途径。
2020-03-03 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Non-linearity of the solid-electrolyte-interphase overpotential
在当今锂离子电池和钠离子电池的电化学循环的建模和分析中，经常对在低电位下在活性物质和液体电解质之间形成的界面（所谓的固体电解质界面（SEI））做出假设。尽管SEI具有复杂的化学成分和孔隙率分布，但通常认为其作用类似于欧姆电阻器。在这里，有人报告说，这种假设不适用于碱离子电池。SEI具有非线性过电位特性，其在0.1 mAcm-2的低电流密度下已经饱和，对于不同电解质中的Li金属电极仅给出3.3 $\pm$ 1 mV。对于Na-和K-金属电极，这些SEI过电位在相同的低电流密度下以31 mV和72 mV占主导地位，这对于商业应用来说比Li离子电池具有显著的缺点。通过引入一个新的术语，首次实现了恒电流循环和电化学阻抗谱参数之间的一致性。非线性SEI过电位的发现打破了人们对SEI在当今电池中的作用的普遍看法，因为它在室温下对于锂离子电池基本上可以忽略不计。
2017-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Sol-gel synthesis of Li3VO4/C composites as anode materials for lithium-ion batteries
以酒石酸、苹果酸和葡萄糖为螯合剂和碳源，采用溶胶-凝胶法合成了Li 3VO 4/C复合材料，并在650 °C下退火1 h。这些有机添加剂的存在对最终产物的形态和微晶尺寸有关键影响。结果表明，Li 3VO 4/C作为锂离子电池负极材料的电化学性能受材料的形貌、织构和碳含量的影响。当使用羧酸作为碳源时，获得具有介孔结构和高表面积的复合物，其显示出增强的电化学活性。最初，获得约400 mAh g-1的可逆容量。相比之下，用葡萄糖合成的Li 3VO 4/C在循环稳定性方面表现优异。它表现出299 mAh g-1的放电容量在100次循环后对应于96%的优异的容量保持率。碳复合材料对Li 3VO 4的电化学性能有良好的影响。
2020-12-01 cond-mat.mtrl-sci
Controlled electrochemical functionalization of CNT fibers: structure-chemistry relations and application in current collector-free all-solid supercapacitors
纳米碳的化学官能化是通过产生具有额外法拉第贡献的表面官能团、通过增加它们的表面积和相应的电容贡献以及通过改善与水性电解质和其它活性材料（例如赝电容金属氧化物）的相容性来产生具有更高能量/功率密度的电化学系统的重要策略。在这里，我们提出了一种电化学方法，同时溶胀和功能化的碳纳米管，使材料亲水性的宏观纤维织物组成的大电极，并产生比电容和能量密度在水性电解质的大幅增加。通过拉曼光谱、透射电子显微镜、X射线光电子能谱（XPS）和小角X射线散射（SAXS）对碳纳米管纤维（CNTF）进行深入表征，我们确定了对这种改进的各种贡献，包括表面氧化、管状解链、解束和束间溶胀。通过分析极性和非极性液体在电极中的扩散动力学，确定功能化CNTF的亲水性变化。提取的接触角和极性和色散的表面能成分为不同的处理条件下是一致的偶极距的变化通过XPS获得。最后，功能化CNTF电极中采用的电流收集器自由固体柔性超级电容器，这表明增强的电化学性能相比，所产生的疏水性。
2020-08-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Origin of the electrocatalytic activity in carbon nanotube fiber counter-electrodes for solar-energy conversion
然而，它们的电催化活性仍然知之甚少。本工作破译的反电极（CE）/电流收集器的催化活性的起源的自立碳纳米管纤维（CNTfs）使用Co $^(+2)$ /Co $^(+3)$氧化还原对电解质。这是基于应用于对称电化学电池的新电极和用过的电极的全面电化学和光谱表征，使用铂基CE作为参考。作为最相关的发现，建立了两个直接关系：i）极限电流和稳定性随着含氧官能团的表面浓度迅速增加，和ii）催化电势与散布在CNTf网络中的残留金属Fe催化剂纳米颗粒的量成反比。最后，金属纳米颗粒含量和官能化程度的微调使得能够制造具有钴电解质和CNTf-CE的高效且稳定的染料敏化太阳能电池，其性能优于具有参考Pt-CE的那些。
2021-07-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Theory of SEI Formation in Rechargeable Batteries: Capacity Fade, Accelerated Aging and Lifetime Prediction
循环寿命在可充电电池的应用中至关重要，但寿命预测主要基于经验趋势，而不是数学模型。在实际的锂离子电池中，容量衰减发生在数千次循环中，受到缓慢的电化学过程的限制，例如在负电极中形成固体电解质中间相（SEI），其与可逆的锂嵌入竞争。专注于SEI增长作为典型的退化机制，我们表明，一个简单的单粒子模型可以准确地解释实验观察到的容量衰减在商业电池与石墨阳极，并预测未来的衰落的基础上有限的加速老化数据短时间和高温。该理论扩展到多孔电极，预测SEI生长基本上是均匀的整个电极，即使在高速率。电池样品的寿命分布被发现是一致的高斯统计，预测的单粒子模型。我们还将理论扩展到快速降解的阳极，如纳米结构的硅，其在离子嵌入上表现出很大的膨胀。在这种情况下，循环期间的大面积变化促进SEI损失和更快的SEI生长。我们的简单模型能够准确地拟合石墨和硅阳极的各种已发表的实验数据。
2012-11-26 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
All-organic self-separating three-dimensionally nanoarchitected electrochemical energy storage devices
Cornell University（康奈尔大学）；Boston University（波士顿大学）
该研究设计了一种全有机三维纳米架构电化学能量存储器件，通过自分离技术实现固态全电池循环，展示了高容量和新设计方法。
2026-04-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Rational Design Principles for Na- and Li-ion Carbon Anodes from Interlayer Spacing Control
Centre of Excellence ENSEMBLE3 Sp. z o. o.（ENSEMBLE3卓越中心有限公司）；Qingyuan Innovation Laboratory（清远创新实验室）
通过密度泛函理论和聚类扩展研究，揭示了层间间距和堆叠结构对钠、锂离子插层性能的影响，明确了设计优化的贸易关系和实用目标。
2025-12-13 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Electrode Thickness and Electrolyte Composition on SEI Formation and Cycle Stability in Binder-Free Hard Carbon Anodes for Na-Ion Batteries
Université de Haute-Alsace（阿尔萨斯大学）；Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M)（穆尔豪斯材料科学研究所）；CNRS UMR 7361（法国国家科学研究中心联合研究实验室7361）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Réseau sur le Stockage Electrochimique de l’Energie (RS2E)（电化学储能网络）；CNRS FR3459（法国国家科学研究中心自由研究基金3459）
本研究探讨了硬碳自支撑电极厚度、大孔率及电解液添加剂对钠离子电池SEI形成和循环稳定性的影响，发现FEC添加剂可改善稳定性，实现高达93%的初始库仑效率和328 mAh g-1的可逆容量。
2026-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Revealing the interfacial kinetic mechanisms in high-entropy doped Na$_3$V$_2$(PO$_4$)$_3$ through electrochemical investigation and distribution of relaxation times
Indian Institute of Technology Delhi（印度理工学院德里分校）
本研究通过高熵掺杂改进Na₃V₂(PO₄)₃阴极材料的结构稳定性与电化学性能，实现高比能量和长循环寿命。
2026-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
The Effect of Water Contamination on the Aging of a Dual-Carbon Lithium-Ion Capacitor Employing LiFSI-Based Electrolyte
本文研究不同水污染量对采用LiFSI电解质的活性炭/预锂化石墨双碳锂离子电容器老化的影响，发现950 ppm水影响较小，更高浓度会导致容量衰减、锂损失、电阻增加及SEI增厚。
2025-02-18 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.chem-ph
Linking Calendar and Cycle Ageing in Lithium-Ion Batteries through Consistent Parameterisation of an Electrochemical-Thermal-Degradation Model
Department of Chemical Engineering and Technology, Indian Institute of Technology (BHU) Varanasi（印度理工大学瓦拉纳西分校化学工程与技术系）
本文提出了一种框架，通过降解模式分析数据的见解，一致参数化锂离子电池中的关键降解模式，预测了NMC基电池在日历和日历-循环老化下的容量衰减轨迹，揭示了日历和循环老化之间的竞争效应。
2026-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Nanostructuring Strategies for Silicon-based Anodes in Lithium-ion Batteries: Tuning Areal Silicon Loading, SEI Formation/Irreversible Capacity Loss, Rate Capability Retention and Electrode Durability
硅是锂离子电池最有前途的负极材料之一。硅在循环时承受体积变化，这导致随后的粉化和容量衰减。这些缺点导致寿命差，并阻碍了硅阳极的商业化。在这项工作中，基于硅纳米颗粒（SiNPs）锚定在垂直排列的碳纳米管（VACNTs）与定义的间距，以适应体积变化的混合纳米结构阳极合成的商业宏观集流体。实现具有良好稳定性和优异电化学性能的电极仍然是一个挑战。因此，我们在本文中通过在固定的VACNT毯状物长度下改变硅沉积时间来调节SiNP体积，或者通过在固定的SiNP体积下改变VACNT长度来调节活性硅面积负载。SiNP的低面积负载改善了循环期间的容量稳定性，但由于形成了固体电解质界面（SEI）层而引发了大的不可逆容量损失。相比之下，较高的面积负载电极减少了所形成的SEI的量，但是在随后的循环期间负面地影响电极的容量稳定性。通过增加VACNTs毯状物长度而不损害循环稳定性来实现硅的更高重量容量和更高面积负载质量。该混合纳米结构电极显示出优异的稳定性，在2000次循环后可逆容量为1330 mAh g-1。
2022-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Modeling battery formation: boosted SEI growth, multi-species reactions, and irreversible expansion
本研究构建了结合全电池、SEI生长动力学与膨胀描述的半经验模型，引入SEI生长增强机制与多反应均质化表示，复现软包电池实验结果，可支撑电池化成工艺优化与寿命预测。
2023-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Controlled Nucleation and Growth of Carbon Nitride Films on CNT Fiber Fabric for Photoelectrochemical Applications
由于C-N单体与衬底之间缺乏有效的相互作用，以及固相反应，具有定制电子性质和表面积的氮化碳（CN）薄膜的可控生长是相当具有挑战性的。在此，报道了CN膜在坚固的碳纳米管（CNT）纤维织物上的受控生长，其通过在其表面上直接煅烧三聚氰胺（产生块状材料）或通过其化学气相沉积（产生混合膜）来获得。这些材料是有效的电极，由作为支架的高表面积含CN的CNT纤维织物和高导电的内置集电器组成。结果证实，碳纳米管作为成核中心的CN膜的形成，在CN/CNT界面处形成紧密接触，并导致在光照和增强的电化学表面积后有效的电荷转移。
2021-07-16 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Quantifying Oxidation Rates of Carbon Monoxide on a Pt/C Electrode
通过施加一定时间的恒电位脉冲使预吸附的CO部分氧化的方法研究了吸附在铂碳电极上的一氧化碳（COad）的电化学氧化。使用溶出伏安法分析残留的COad，所述溶出伏安法涉及伏安图的COad氧化峰的去卷积以量化COad的弱结合和强结合物质。获得的数据为各种电位和温度进行拟合成核和生长机制的基础上的模型。由此产生的拟合产生的潜在的和温度依赖的速率参数，提供了深入了解的两个COad物种的氧化机制。无论施加的电位或温度，弱结合COad物种的浓度随时间呈指数下降。与此相反，强结合COad物种表现出逐渐过渡的机制，从渐进的成核在相对较低的电位在高电位的指数衰减。
2013-08-20 cond-mat.mtrl-sci
High performance Black Phosphorus/Graphitic Carbon Nitride Heterostructure-based Wearable Sensor for Real-time Sweat Glucose Monitoring
本文提出黑磷/石墨相氮化碳异质结构，利用磷-氮相互作用提升葡萄糖电催化氧化性能，并将其集成到含微流控与NFC芯片的可穿戴贴片中，实现高灵敏度实时汗液葡萄糖监测。
2024-12-27 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.med-ph
