锂电池百篇论文点评（2019.08.01—2019.09.30）

季洪祥，起文斌，田 丰，田孟羽，金 周，闫 勇，张 华，武怿达，詹元杰，俞海龙，贲留斌，刘燕燕，黄学杰

（中国科学院物理研究所，北京 100190）

1 正极材料

1.1 层状氧化物正极材料

WANG 等[1]利用Al 和Ti 体相共掺杂和Mg表面梯度掺杂合成了高压钴酸锂材料，该材料以0.5 C 的倍率在3 ～4.6 V 下的初始循环容量为224.9 mA∙h∙g-1，循环 200 周容量保持率为 78%，同时具有优异的倍率性能。

SUN 等[2]使用方便的气体硫处理方法对富锂及富镍材料进行表面处理，使得富锂/镍材料表面的氧部分被硫部分取代，产生了很多的氧空位，降低了氧分压。通过电化学测量、TEM、XRD 等测量方法，发现改性后的材料锂离子迁移率提升，阻抗减少，结构更加稳定。改性过的材料表现出了良好的倍率性能（改性后10C 条件下为 174.8 mA∙h∙g-1，未改性为 133.3 mA∙h∙g-1）和容量保持率（改性材料容量保持为81.10%在0.5 C 条件下循环600 周，未改性材料容量保持为65.78%循环200 周）。

RYU 等[3]系统研究了LiNiO2正极掺杂W 的稳定效果，合成了1.0%、1.5%和2.0% W 掺杂（均为摩尔分数）的LiNiO2。结果发现，W 掺杂下，减小的晶格畸变、富W 表面相的形成以及阳离子有序共同作用使得在循环过程中LiNiO2结构稳定性大大提高；2% W-LiNiO2正极在0.5 C 下100 个循环，容量保持率为95.5%（原始LiNiO2同样情况下仅有73.7%保持率）。该工作表明，W 掺杂LiNiO2是一种合适的实用高能量密度正极。

AHMED 等[4]研究了 Li1+x(Ni0.85Co0.1Mn0.05)1-xO2（NCM851005）中晶粒内的纳米孔，并且通过STEM、EELS、EDX 以及 ToF-SIMS 跟踪了孔洞从初始到循环后（200 周和500 周）的形貌演化。结果表明，纳米孔洞存在会明显增加①氧损失；②岩盐相区域的形成；③初始晶粒内的应变诱导效应，从而强烈引起高镍NCM 正极的衰退。

JUNG 等[5]采用多种方法研究了高镍三元正极NCM622 在与石墨组装的全电池中，过渡金属溶解带来的影响。首先用X 射线吸收谱确定了高电压下过渡金属会以化学计量比在负极侧聚集，然后把碳电极在含有单一金属离子的电解液中放电到不同电位，研究其反应电流的大小，来比较不同金属的沉积量。最后采用原位XRD 等方法确定了过渡金属溶解将导致活性锂的减少，进而容量衰减。

ZHANG 等[6]用高盐浓度电解液使得钴酸锂、石墨体系全电池能够在90 ℃的高温下工作。他们分别使用了两种锂盐，结果都是高盐浓度电解液相对于常规浓度有本质的提升。循环前后的XPS 以及TEM 表明，高盐浓度电解液在正极表面生成了一层极厚的LiF 层，能够有效阻止过渡金属的溶出，从而循环性能优越。

1.2 其他正极材料

WANG 等[7]合成了一种稳定的二维聚芳香基酰亚胺晶体（2D-PAI），并负载到碳纳米管上作为锂离子电池的正极材料（2D-PAI@CNT）。2D-PAI@CNT 具有丰富的π 共轭氧化还原活性萘二亚胺基团、强的环酰亚胺键以及高的表面积和可锂离子通过的良好孔隙。这些特性使得材料的氧化还原活性位点利用率达到82.9%，同时具有优良的结构稳定性以及较高的锂离子扩散速率。由此，材料展现出优越的倍率性能和循环稳定性，循环8000 周后容量保持100%。

LEE 等[8]研究了过渡金属氧化物里面自然存在的氧空位对于其作为锂离子电池正极材料性能和结构的影响。文章从实验和理论两个角度阐述了氧空位的存在，从而引起氧空位和TM 离子向热动力学稳定的位置扩散，进而导致氧空位的聚集以及特定方向上微裂纹的产生，多种类型的Li-TM 氧化物都有沿着氧亚晶格方向的微裂纹。

2 负极材料

2.1 金属锂负极材料

WANG 等[9]对电场和磁场共同作用下的金属锂沉积进行了实验和理论的双重研究。实验中发现磁场下金属锂的沉积更加均匀平整，推测可能是锂离子受到的洛伦兹力改变了其运动方向。后续又通过Comsol 多物理场模拟软件，研究了不同磁场强度下的沉积最大半径。沉积半径随着磁场的增强会出现一个极大值，随后趋向于稳定。相关结果对于金属负极的使用具有指导意义。

XIE 等[10]对一系列高浓度醚添加的电解液体系进行了筛选，看哪种适用于金属锂负极。通过对不同电流密度下的副反应电流、形貌、表面膜成分以及全电池性能比较，选出了高倍率和低倍率下性能最优的电解液组分，同时这种电解液还具有很高的安全性。

SHEN 等[11]针对金属锂的空气稳定性和枝晶生长问题，采用氟化石墨表面涂层方法制备了空气稳定的金属锂负极。借助表面形成的LiF 具有良好的空气和电化学稳定性，改善金属锂界面SEI 组分，同时界面氟化石墨有效抑制金属锂在垂直方向的生长，实现了LFP-Li 电池200 次高容量保持率循环。

GUO 等[12]针对金属锂枝晶生长和高化学活性，使用g-C3N4纳米片作为修饰材料改性金属锂表面，形成界面Li3N，从而实现快速的离子传输和良好的空气稳定性。改性后的金属锂负极循环寿命可达到900 次无枝晶生成，循环库仑效率达到99%。

CAO 等[13]采用传统辊压方式制备了一种Li-Cu 阵列负极，金属锂以微米级线平行分布在平行褶皱的铜集流体表面，该种金属锂负极实现最大容量50 mA∙h∙cm-2，支持20 mA∙cm-2电流密度循环，寿命达到2000 h。

FANG 等[14]针对金属锂电池中“死锂”的非活性含量进行了定量测量，详细研究了金属锂在不同电解液和结构中的循环库仑效率、SEI 形成率和“死锂”含量，通过详细对比在多种情况下的锂沉积形貌、SEI 成分和产气情况。作者认为一个理想的金属锂沉积形貌应为大尺寸柱状结构，尽量避免弯曲和高比表面积，SEI 应均匀且具有良好化学和机械稳定性并能持续修补，具有连续电子通道的三维结构有助于提升循环但显著增加SEI 形成率需要谨慎调整。该研究对指导金属锂负极设计具有重要的参考价值。

2.2 硅基负极材料

FU 等[15]采用机械混合的方法制备了纳米Sn/SiO 复合材料。Sn/SiO（1/2 的重量）可以将SiO的首周库仑效率从66.5% 提高到85.5%。当Sn的重量超过50%时，其首周库仑效率可以超过90%。然而，Sn 有催化电解液分解的能力。此外，纳米Sn 的粉化降低了Sn/Li2O 的转化反应活性，含量过高会导致容量迅速衰减.。

LINDGREN 等[16]研究了硅负极材料SEI 的形成、体积膨胀和脱嵌锂的影响。锂的不完全脱除是导致电池容量损失的主要原因，而SEI 的形成和分解会降低库仑效率，从而导致容量损失。同时他们提出锂化步骤也很关键，通过加入恒压锂化步骤来提高锂化步骤的效率，可以使容量损失最小化。

RICHTER 等[17]提出了一种基于辉光放电光谱（GD-OES）的半定量深度剖面方法来测量Si/C 阳极深度中Si 的分布。不同原始硅负极的定量深度剖面显示，硅在与电解液接触前呈均匀分布。当其在长期循环后，在负极表面附近显示出一个峰位，进一步通过拉曼光谱测试，最后证实了Si 在电解液中存在溶解。

ZHANG 等[18]为解决碳包覆纳米硅材料导致SEI 膜的过度形成而导致初始库仑效率低等问题，提出了一种金属纳米晶体界面结合的策略，将其初始库仑效率从76.9%提升到79.9%。他们设计了一种独特的结构，其中金属纳米晶体（如银、铜和铁）装饰在聚多巴胺衍生的碳封装的商业硅纳米颗粒表面。金属纳米晶体促进了导电性的提高，降低了颗粒间的电阻，从而显著提高了初始库仑效率。

SUNG 等[19]通过化学气相沉积合成了一种由每层厚度＜20 nm 的SiOx/Si/SiOx/C 包覆层包覆50 nm 的Si 纳米颗粒组成的纳米复合材料，SiOx位于Si 之间，缓解了硅体积变化产生的应力，使纳米球保持形态完整，同时又可以促进循环过程中稳定的固体电解质间相层的形成。由纳米球/石墨混合负极和钴酸锂正极组成的全电池在101 次循环后平均能量密度为2440.2 W∙h∙L-1（比传统石墨高1.72 倍），容量保留率为80%。

JUNG等[20]使用聚丙烯酸作为硅负极材料黏结剂，先使用H2SO4/H2O2溶液对纳米Si进行预处理，在Si表面形成－OH，之后加入富含－COOH的聚丙烯酸黏结剂，通过酯化反应，黏结剂与Si之间形成共价键，能够有效提升Si循环稳定性。

K A N G 等[21]研究了不同黏结剂对S i O x负极稳定性的影响， 开发了聚丙烯酰胺PAM∶SBR∶PTFE=6∶6∶3（质量比）的混合黏结剂，此黏结剂表现出了很好的对SiOx负极的稳定效果。其中PTFE能够抑制电解液对负极的腐蚀；SBR能够充当负极骨架，增加黏结强度；PAM的高强度能够抑制Si过度体积膨胀。

ATTIA 等[22]使用三种黏结剂PAA、CMC 和PAN 包覆纳米硅，之后进行热处理，形成三维多层结构硅负极：纳米Si 表面包覆一层SiO2，SiO2表面包覆多孔碳，最外层为石墨化的碳包覆层（PAN石墨化）。这种多层网状三维结构能够提升纳米硅循环稳定性，经过650 周循环，纳米硅粉化，但未从三维导电网络上脱落，因此循环稳定性较好。

2.3 其他负极材料

FANG 等[23]合成了一种碳包裹Ge（10 nm）纳米颗粒的球形结构。这种结构为电子传递和Li+扩散提供了自由通道，允许Ge 纳米颗粒进行合金化反应。这种材料在充放电过程中体积变化是有限和可逆的，具有良好的机械完整性。因此，这些电极具有很高的可逆容量 (1310 mA∙h∙g-1，0.1 C)。将其与LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2相结合的全电池能提供250 W∙h∙kg-1的高能量密度。

LIANG 等[24]合成了一种三维石墨烯和二氧化锡复合材料3D-HGF/SnO2，这种材料在0.2 mA∙cm-2高电流密度、12 mg∙cm-2高质量负载下可以提供14.5 mA∙h∙cm-2的超高面积容量。

3 电解质及添加剂

3.1 固态电解质

KIM 等[25]报道了一种复杂的锂氢化物超离子导体电解质，0.7Li(CB9H10)-0.3Li (CB11H12)，25 ℃下的电导率高达6.7×10-3S∙cm-1，同时对锂 金属具有优越的稳定性。作者研究指出该电解质具有稳定的锂沉积和溶解特性，界面电阻＜1 Ω∙cm2；用在锂硫电池中使电池在5016 mA∙g-1的高电流密度下获得超过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）为研究对象研究了高离子电导率电解质和高形变性电解质在非烧结复合正极中的组合影响。研究指出，通过掺入可形变性电解质，高离子电导率电解质和正极活性材料间填充了可变形界面，改善了界面接触，从而提高了电池的性能。

AHMED 等[27]制备了一种聚乙基丙烯酸基磺酸盐单离子导体聚合物，室温离子电导率达到5.84×10-4S∙cm-1，并在90 ℃下展现出一定的自修复能力，使用该电解质制备的磷酸铁锂电池展实现了500 次循环95%的容量保持率。

3.2 其他电解液/添加剂

AGOSTINI 等[28]将离子液体Py1,4TFSI 作为电解液添加剂应用到了锂硫电池中，降低了电解液的易燃性，同时提高了锂负极SEI 的稳定性，因此电池的循环稳定性得到了提升。4 mg∙cm-2的高硫负载电极在该 离子液体改性的电解液体系中获得了600 mA∙h∙g-1的稳定容量，循环性能比 LiNO3改性的体系更优越。

TORNHEIM 等[29]研究了磷酸盐和亚磷酸盐家族的电解液添加剂在高压下的分解情况，结果表明亚磷酸盐更容易分解，磷酸盐在高温下更加稳定，同时部分磷酸盐添加剂的加入能够显著提高电池的循环性效率。

ZHENG 等[30]提出了利用二（甲磺酰）乙烷作为一种新的高压电解液添加剂，这种电解液添加剂相比于其他溶剂拥有更高的HOMO 能级，在电池充电过程中能够预先分解在正极形成稳定的保护膜。

WANG 等[31]研究了2 价锰离子对电解液的破坏，他们发现二价锰离子能和、EC 分子形成溶剂化鞘，从而更容易催化EC 的分解，同时在负极Mn2+形成的溶剂化鞘中的有机分子将优于Mn2+被还原，因此Mn2+将会持续不断地分解电解液。

YANG 等[32]使用氟代甲烷基液化气作为溶剂配合四氢呋喃制备的电解液具有良好的金属锂稳定性，使用该电解液实现在10 mA∙cm-2电流密度下500 次循环后库仑效率达99.6%，作者认为其优越电化学性能源自于金属锂界面形成的低电阻和均匀的SEI。

JIA 等[33]开发了阻燃电解液［1.2 mol∙L-1LiFSI in TEP/BTFE（摩尔比1 ∶3）］，同时添加质量分数1.2%的FEC，能够有效提升Si 负极的循环稳定性，使用此电解液的NCM333/Si 全电池600 周循环容量保持率＞90%。

MENG等[34]在聚二甲硅氧烷PDMS上增加－OCH3基团制备得到PDMS-OCH3，将其作为电解液添加剂来稳定金属锂负极。金属锂表面自然带有一薄层Li2O和LiOH，PDMS-OCH3会通过共价键Si－O－M作用嫁接到Li2O上，在金属锂片表面形成保护层，促进Li的均匀沉积。

YAMAGUCHI 等[35]在EMI基的离子液体中添加VC 来提升Si 负极稳定性，结果显示20% 1 mol∙L-1LiFSA/EMI-FSA 电解液室温电导率能够达到18 mS∙cm-1，其中添加VC 能够减少Li+和FSA 之间的电化学反应，同时有助于Si 负极表面形成稳定SEI 膜。

HILBIG等[36]研究丁腈作为锂离子电池溶剂对NMC/graphite电池性能的影响。经过配方的优化，1 mol∙L-1LiPF6，BN∶EC（体积比9∶1）+3%FEC作为电解液时，具有最好的离子电导率和电化学稳定窗口。该电解液具有较好的倍率性能，相比碳酸酯电解液在5 C 的倍率下，电池的容量由66 mA∙h∙g-1提高到103 mA∙h∙g-1。同时研究了循环初始时，采用CV循环，可有效提高电池的循环容量。通过XPS的深度分析可知，丁腈可在石墨负极的表面形成有效的电解质膜。

LAN 等[37]研究双（三甲基硅基）碳二亚胺对高压富锂材料性能的影响。结果显示双（三甲基硅基）碳二亚胺可有效稳固高压富锂材料，即使添加微量的双（三甲基硅基）碳二亚胺添加剂后，富锂半电池和全电池在2 ～4.8 V 的200 周容量保持率分别由40%和49%提升至72%和79%。物性表征和理论计算表明，该添加剂可在富锂材料的表面形成稳定的保护膜，且可有效消除电解液的H2O和HF。

LI 等[38]研究无EC 体系的电解液及其对镍酸锂（LiNi0.94Co0.06O2）材料性能的影响。在无EC 体系电解液中，电池显示出了235 mA∙h∙g-1的放电比容量。LiNi0.94Co0.06O2/graphite 全电池显示出了优异的循环性能，在25 ℃下循环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。同时作者采用TOF-SIMS 和锂同位素的相结合的方法，具有较好的借鉴意义。

TAKADA 等[39]研究了低介电介质稀释剂1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙醚（HFE）对高盐体系LiFSA/TMP 电解液的影响。通过加入稀释剂后，电解液的黏度下降至11.0 mPa，离子电导率略增至0.87 mS∙cm-1，且稀释后电解液的阻燃性和不寻常的钝化能力仍保留。光谱分析表明，稀释后的LiFSA/TMP:HFE 与高盐的LiFSA/TMP 具有相似的局域配位态，形成了FSA 阴离子衍生的无机表面膜。

WANG 等[40]研究不同含量的己二腈对LiNi0.5Mn1.5O4电池性能的影响。分别研究了0.5%、1%、2%、5%和10%己二腈作为添加剂的效果，数据表明，己二腈的含量为0.5%时电池的性能最好，0.1C 下50 周后电池的容量保持率大97.1%，而当己二腈的含量比较高时，电池的极化会快速变大，且容量快速衰减。XPS 数据和模拟计算表明，当己二腈的含量较高时，活性官能团如会发生副反应，如（EC-H）和（AND+H），导致极化增大。

XIAO 等[41]研究对甲苯磺酰异氰酸酯（PTSI）作为电解液添加剂时对LiNi0.5Mn1.5O4的性能的影响。通过添加0.5%的PTSI 后，相比未添加的循环性能得到了较大的提升。物性表明，PTSI 分解后会在正极表面形成有益的界面膜，降低阻抗，同时降低HF 对极片的腐蚀。

ZHAO 等[42]研究 LiPO2F2作为添加剂时对LiNi0.5Mn1.5O4的性能的影响。通过添加1% 的LiPO2F2后，电池的循环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，放电比容量提高了约40 mA∙h∙g-1。通过 SEM、TEM、XPS 和 DFT 理论计算结果可知，添加LiPO2F2后，会在正极的表面形成Li3PO4，抑制电解液中LiPF6的分解，同时降低电池的阻抗，提高倍率性能。

CHEN 等[43]研究一种新型的阻燃电解质，该阻燃电解质的锂沉积/剥离效率高达99.1%，可稳定循环500 周，且无枝晶生成。拉曼数据显示该电解质不存在自由分子溶剂，X 射线电子能谱（XPS）数据显示在锂金属负极含有富LiF 的界面层。

CHOUDHURY 等[44]研究聚合物电解质在高压下的应用，通过阳离子链转移剂阻止负极表面不受控制的聚合物生长，从而防止醚类电解质在负极的聚合降解。同时通过预先形成有阴离子聚合物和超分子组成的正极界面膜，可抑制醚类电解质在正极处的氧化分解，提高聚合物电解质的使用电位。

GAO 等[45]通过结合烷氧基官能团阳离子和不对称亚胺阴离子有效降低离子液体的晶格能，提高离子液体的流动性。使用DEMEFTFSI 基离子液体作为电解质，Li/Li1.2Ni0.2Mn0.6O2在 2.5 ～ 4.6 V 显示出了 153 mA∙h∙g-1的比容量，且 500 周后的容量保持率高达65.5%，效率高达99.5%以上。且采用高盐浓度离子液体后，电池的倍率性能得到较大的改善，认为在高盐浓度下，存在锂离子团聚体，锂离子浓度依赖机制被跳跃型的锂离子传输替代。

LEE 等[46]研究己二腈作为添加剂对高镍三元锂金属电池的性能的影响。以0.8 mol∙L-1LiTFSI + 0.2 mol∙L-1LiDFOB + 0.05 mol∙L-1LiPF6（EMC ∶FEC）作为电解液，1%己二腈为添加剂，该电解液可在锂金属负极表面形成导电的且稳固的界面膜，同时己二腈中的腈基和脱锂态三元材料中Ni4+有强协调作用，可在正极表面形成稳定的界面膜，抑制三元材料界面与电解液的副反应。1%己二腈作为添加剂，Li/Li[Ni0.73Co0.10Mn0.15Al0.02]电池830 周后容量保持率高达75%。

ZHAO 等[47]研究三炔丙基磷酸酯（TPP）作为添加剂对4.5 V 的LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2/graphite 全电池的性能的影响。HRTEM 和XPS 的数据显示TPP 可以通过氧化和还原聚合在正负极的表面形成稳定的界面膜，这些界面膜可有效抑制电解液的分解和过渡金属离子的溶解。GC-MS 也验证TPP对电解液分解的缓解作用。FIBSEM 图像表明TPP还可以抑制NMC532和石墨材料内部裂纹的产生，提高材料稳定性。同时TPP 还可以通HF 反应，降低对电极的腐蚀。以1% TPP 作为添加剂时，全电池的首周库容效率有4.4%的提升，同时25 ℃和55 ℃的循环稳定性也均得到了提高。

4 隔 膜

PAN 等[48]在玻璃纤维隔膜两侧进行了碳涂覆来改善电极的导电性。在正极侧，碳可以改善极片表面处的活性物质与集流体的电接触。在金属锂负极侧，涂覆的碳则可以给金属锂的沉积提供空间，使锂离子更均匀地沉积。实验表明，新隔膜使电池极化大大减小。

LEE 等[49]开发了一种用于硅负极的凝胶聚合物隔膜：利用乙二醇二缩水甘油醚PEGDE 和二氨基聚氧化丙烯OPPO 的交联反应得到凝胶聚合物隔膜，浸渍正常液态电解液后可以作为凝胶电解质使用。通过调整PEGDE 和OPPO 的分子量，可以得到不同机械性能和离子电导率的电解质膜。

5 电池技术

5.1 固态电池

CHO 等[50]将吡咯烷鎓类离子液体和包含锂盐的聚环氧乙烷作为多功能界面材料开发了低阻抗的全固态复合电极，其中这种界面材料和硫化物电解质以及片状复合电极的制备过程相兼容。作者指出，该界面材料将各组分很好地结合在一起，同时填充了片状复合电极中的孔隙，有效地增加了界面接触面积和各组分之间的物理网络，从而增强了整个电极的离子输运能力。通过界面修饰的片状LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/Li10GeP2S12电极在25 ℃下表现出166 mA∙h∙g-1的可逆容量，同时表现出较好的循环性能和倍率性能。

SHIN 等[51]将高浓度电解液(MECN)2-LiTFSI:TTE 作为界面材料对全固态Li2S 电池中电解质同正极材料的界面进行了改性。同原始电极相比，经过界面改性后，电池的循环性能得到了显著提升，循环 100 周后的容量为 760 mA∙h∙g-1（未改性时为330 mA∙h∙g-1）。电化学阻抗谱分析表明，经过改性后界面电阻随循环次数的增加而逐渐减小，而原始电池的阻抗几乎保持不变。此外，进一步通过截面扫描电镜（SEM）/X 射线能散谱（EDS）测量可知，通过界面修饰后，电解液随着电化学循环渗透到正极和固态电解质中，因此表现出阻抗下降的现象。

TAKEUCHI 等[52]将硫化乙醇复合物（SAC）作为全固态锂硫电池的正极材料进行了研究。以Li3PS4为固体电解质的全固态电池展现出了优良的电化学性能，比容量高达 600 ～ 800 mA∙h∙g-1。并且将正极活性材料SAC 和电解质进行球磨混合，电池的首周库仑效率得到了改善。作者通过S K-edge X 射线吸收精细结构测量指出获得这种改善的原因是同电解质球磨过程中，SAC 材料被部分锂化，这种预锂化有利于制备高能量密度全固态电池。

CAI 等[53]通过 AgNO3水溶液诱导 H+/Li+交换在石榴石电解质表面原位构建了亲锂层。实验分析表明，电解质界面沉积了均匀的Ag 纳米颗粒，并且通过形成Li-Ag 合金显著增强了电解质同锂负极之间的亲和力。通过改性，界面面电阻降低到约4.5Ω∙cm-2，在0.2Ω∙cm-2电流密度下的稳定循环时间达到了约3500 h，同时临界电流密度达到了0.75 mA∙cm-2。以LiFePO4或LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2为正极的准固态电池在室温下运行良好，并且全固态电池LiFePO4/garnet/Li 在60 ℃下稳定循环超过200 周。

CHENG 等[54]提出了一种利用高温直接油墨书写技术制备混合固态电解质的新方法，免除了用传统方法进行3D 打印电解质时附加处理步骤，如溶剂蒸发。其中该混合固态电解质由固体聚（偏二氟乙烯-六氟丙烯）聚合物和Li+导电的离子液体电解质组成。此外，通过加入纳米陶瓷填料对油墨进行了改性，以达到预期的流变性能，同时油墨的离子电导率为0.78×10-3S∙cm-1。通过该方法的使用，在多孔电解质层和电极之间形成了连续且薄而致密的电解质层，有效降低了固态电池的界面电阻。和传统方法制备的固态电池相比，该方法使电池获得更高的容量和更好的倍率性能。

KIM 等[55]考虑到在实际应用LGPS 时，控制电极的孔隙率以及改善活性物质与电解质间的界面十分必要，采用Py14TFSI 离子液体作为孔隙填充剂，使用LGPS 构建了高度可靠的电极结构。Py14TFSI 嵌入的复合电极表现出大大提高的可逆容量和功率特性。该工作表明，Py14TFSI 作为孔隙填充剂，可以有效增加活性材料与固态电解质间的接触面积并且构建稳固的界面，为全固态电池复合电极中提供额外的Li 离子传输通道。

OH 等[56]首次实现通过双溶剂湿化学法合成了缺 Li 的 Li3-xPS4（0 ≤ x ≤ 0.3）。相比传统采用单一溶剂四氢呋喃，首次采用邻二甲苯作为共溶剂，促进了Li3-xPS4的湿化学合成。使用双溶剂合成的 Li3-xPS4（0 ≤ x ≤ 0.15）在 30 ℃ 下具有约0.2 mS∙cm-1的Li+传导率，离子传导率大大提高；且采用双溶剂合成Li2.85PS4所装的LiCoO2/Li-In 全固态电池较使用传统单一溶剂合成的Li2.85PS4所装全固态电池性能更加优异。

MO 等[57]研究了固态电解质中锂枝晶的生长规律。结合理论和实验，他们发现电解质中传输的锂遇到电子就会还原成金属锂，这个过程不一定在电解质与电解材料表面发生，也可能在电解质内部发生，尤其是晶界和内部空隙处。通过在电解质中混入电子导电性更差的LiF，可以减少这个过程的发生，从而提升全固态电池的寿命。

LIANG 等[58]通过基于溶液的方法原位形成在Li 金属表面上的空气稳定的LixSiSy保护层来稳定全固态电池中的Li3PS4/Li 界面。在全固态LiCoO2/Li3PS4/Li 电池中，对称电池中的Li 循环高度稳定超过2000 h，寿命超过100 个循环。

5.2 锂空/锂硫及其他电池技术

LAI等[59]采用一系列具有特定结构的小分子，包括三(4-氟苯基)膦（TFPP）、三苯基膦（TPP）和三苯基膦氧化物（TPPO）作为Li-S 电池中正极的界面介质改善了电池的性能。理论计算结果表明，所含的TFPP 是三种小分子中结合性能最强的。同时实验结果指出，多硫化锂与TFPP 中F、P 原子之间的强化学相互作用，不仅改善了电解质中电化学过程的动力学，而且促进了充放电过程中短链锂硫化物（Li2Sx, x= 1, 2, 3 和4）在界面处的生成。优化后的电极在倍率增加到5C 时，每周的容量衰减仅为0.042%。

ZHANG 等[60]提出了可将有机化合物碘化三乙基磺铵同时作为氧化还原介体以及锂-氧电池的固体电解质界面生成剂。在充电过程中，有机碘化物表现出与无机碘化物相当的过氧化物锂氧化能力。同时，在锂负极上通过还原性乙基脱附和随后的氧化反应生成界面层。该界面层防止了锂负极与氧化还原介体发生反应，并允许高效的锂离子转移，从而抑制了锂枝晶的生成，改善了电池的循环性能。

HE 等[61]研究了在9 种非水电解质溶剂体系下溶剂性质［包括介电常数ε、donor number（DN）、accept numbe（rAN）］与Li-S 氧化还原行为的关系，揭示了S8/S28-的氧化还原电势随着溶剂AN 的增加而增加，并证明了DN 是控制多硫化物的氧化还原反应首要的溶剂性质，它决定了溶剂化阳离子（锂离子）的有效电荷密度，这影响了多硫化物的种类和稳定性。研究表明阳离子络合物与多硫化物阴离子的相互作用是控制硫/多硫化物氧化还原反应和多硫化物形态形成的最关键因素。

HWANG 等[62]通过结合对正极、电解液以及负极的改性，实现了同时满足快充以及具有高能量密度的锂金属电池。 电解液方面，采用1 mol∙L-1LiPF6和 0.05 mol∙L-1二氟硼草酸锂溶于碳酸甲乙酯和氟代碳酸乙烯酯的混合液，以确保在金属锂负极表面形成稳定坚固的固态电解质界面层（SEI）；在负极侧，事先对金属锂负极做预处理，增加一个富含Li2O 的SEI 层，提供所需的机械强度，防止早期生成的SEI 破裂；另外对正极，使用Al 掺杂的全浓度梯度Li[Ni0.75Co0.10Mn0.15]O2三元正极，满足在高负载下的必要循环稳定性。所得的改性金属锂电池表现出高的面容量（4.1 mA∙h∙cm-2），且在3.6 mA∙cm-2的高电流密度下具有超过300 周的出色循环稳定性。该工作为实用金属锂电池的发展提供了新的视角。

LEE 等[63]针对Li-S 电池中低电子电导问题，通过球磨将少量具有超高电导率的碲元素混合进入正极，形成C-Te-S 复合正极材料，制备了体积比容量达到2275 mA∙h∙cm-3混合正极，并实现250次循环库仑效率99.1%。

GUO 等[64]针对锂空电池中金属锂与氧气的持续作用导致负极钝化，作者通过使用在氧气中预处理的LixAl 合金替代金属锂作为负极，致密的Al2O3有效抑制了在锂空电池中氧的不断渗透，从而减少了在循环中活性锂的损失，进而将锂空电池循环寿命提升500 次以上。

ZHANG 等[65]提出了无氟贵金属盐阴离子三氰胺［C(CN)3-，TCM-］作为用于ASSLSB 的锂离子导电盐，显示出良好的离子传导性，良好的热稳定性和足够的阳极稳定性，特别是源自LiTCM 分解的无氟固体电解质中间相层具有良好的机械完整性和锂离子传导性，这使得基于LiTCM 的Li-S电池可以以良好的倍率能力和库仑效率进行循环。

REN 等[66]制备了一种应用于Li-S 电池的三维金属锂负极，通过对预硫化的三维碳骨架进行熔融锂渗流，随后在界面修饰Li-Bi 合金抑制多硫化物渗透并催化形成稳定SEI，实现高硫负载（10.2 mg∙cm-2）的情况下 200 次循环。

PRITZL 等[67]研究LiNi0.5Mn1.5O4的阻抗随循环的变化。数据表明，在高温下（≥40 ℃）LNMO 阻抗主要由高频半圆决定，且随着循环逐渐增大，该部分阻抗具有低的界面电容、弱的温度依赖和强的辊压依赖特性，可认为是LNMO 电极与铝集流体之间的接触电阻引起的。通过对比以铝和玻璃碳作为集流体时的阻抗数据可知，该接触电阻主要是因为在铝集流体的表面生成了绝缘的表面膜，而不是极片中的碳被腐蚀引起的。在高电位下，电解液氧化分解可以产生质子，随后质子会和LiPF6反应形成HF，导致该接触电阻，以LFP/graphite 为对比，通过在电解液中加入HF，结果同样出现了该高频半圆。

WU 等[68]通过低温等静压法制备了400 μm厚度的LiCoO2/Li4Ti5O12超厚正极， 实现了131.2 mA∙h∙g-1的超高比容量。作者进一步使用该方法制备1300 μm 厚度的复合正极，实现了14.4 mA∙h∙cm-2的超高面容量全电池，作者发现在致密电极中电子/离子电导率均显著提升。

CHUNG 等[69]通过简单的干湿两步混合工艺制备了一种均匀的Li2S-TiS2-电解液复合材料（Li2S-TiS2-E），该复合材料可使绝缘的Li2S 和导电的TiS2组成的粉末混合物被电解液润湿。该体系中紧密接触的三相界面提高了Li2S的活化效率，提供了快速的氧化还原反应动力学，使得Li2STiS2-E 正极在C/7 到C/3 的倍率下获得稳定的循环性能，在500 个周期内具有优越的长循环稳定性，并有望获得1C 高倍率下的优越性能。

ANOTHUMAKKOOL 等[70]以芘单体和不溶性锂基Li3PO4的复合物作为电容器的补锂材料，该复合物的补锂机制涉及两个连续不可逆的级联反应过程：①芘单体氧化聚合释放质子和电子；②Li3PO4捕获质子并交换为化学计量的Li+对电容器进行补锂。同时通过(1H、19F 和31P)核磁共振波谱（NMR）、原位X 射线衍射（XRD）和拉曼光谱对该机制进行了验证。该补锂使电容器的容量增加至 17 mA∙h∙g-1（44 F∙g-1，4.4 V），且在1 A∙g-1的倍率下，可稳定循环2200 周。

6 电池表征、电池模型和测量技术

BERLINER 等[71]提出了一种用旋转圆盘电极代替循环伏安法测定固体电解质电化学反应动力学的新方法。通过与液态体系中带有铁/氰化铁氧化还原电对的旋转圆盘电极所得结果进行比较，这种脉冲伏安法的可靠性得到了验证。同时作者在固体嵌段共聚物电解质模型中研究了锂电极的反应动力学。采用脉冲伏安法测定了不同盐浓度和温度下的锂对称电池的电流，并用BUTLER-VOLMER模型对数据进行分析，得到交换电流密度和表观传递系数。作者发现金属锂的沉积反应对过电位的敏感性明显高于剥离反应，并且反应动力学几乎与盐浓度无关，主要受金属锂表面性质的控制。此外金属锂沉积层的活化能和指前因子是盐浓度的弱函数。这些结果对于聚合物电解质电池倍率性能的精确建模具有重要意义，并可能有助于更好地理解锂离子电池。

ARIYOSHI 等[72]利用稀释电极活性物质的方法研究了LAMO（Li[Li0.1Al0.1Mn1.8]O4）电极的电化学阻抗谱，结果表明阻抗谱的高频部分是由电极中的三维结构分布决定的，阻抗谱中的低频部分是由电荷转移阻抗决定的，对于厚电极来说，减少高频部分的阻抗至关重要。

NISHIMURA 等[73]利用硬X 射线探究了Ni K pre-edge HERFD-XAS 和 Ni 1s2p RXES 去 理 解 应用于锂离子电池中的PE 材料内的Ni 的电荷补偿行为。结果表明，两种方法都展现出了在光谱特点上和X 射线 Ni L2,3-edge XAS 类似的顺序变化。所以在研究基于锂镍氧化物的PE 材料中镍的电荷补偿行为时，Ni K pre-edge HERFD-XAS 和Ni 1s2p RXES 可以用来代替X 射线 Ni L2,3-edge XAS，并且有着硬X 射线高穿透性的能力，为PE 材料的合理开发打开了新的研究方式。

HARKS 等[74]利用NDP（中子深度剖面）技术，通过对三种不同电极的比较，碳硫、带10%钛酸锂的碳硫、带碳酸锂膜的碳硫，给出了锂硫电池放电过程中不同阶段聚硫化物迁移的实时证据，并阐述了锂硫电池充放电的关键过程：①理想的捕获剂混合在电极基体和导电体中，这样的捕获剂可以将电子转移到黏附的物质上，从而提供催化功能，并协助多硫化物氧化还原反应形成固体沉积；②体积膨胀可以部分被多硫化物的溶解所抵消，但固态产物的形成会对基体产生较大的应变；③关于多硫化物在电池充放电过程中可逆的迁移找到了直接证据。

FREYTAG 等[75]采用一个新的原位魔角自旋7Li 核磁共振观察了LiCoO2-石墨锂离子全电池首周充放电过程中的电荷状态、金属锂的沉积以及固态电解质界面层（SEI）的形成，并通过一个新型的凝胶卷电池设计提高了光谱分辨率。这个方法可用于同时监控正负极，实时追踪全电池中Li 的分布，可能还可以用于分析电池中容量损失的原因。

BRUCK 等[76]考虑到在厚电极中有效利用电活性材料对发展更高能量密度的Li 基电池以及降低电池的成本有很大帮助，探索了多电子转移转化反应材料Fe3O4的锂化过程，并使用能量色散X射线衍射原位层析成像了其电化学锂化过程中电活性材料的利用。在有效限制Fe3O4纳米颗粒聚集、促进粒子扩散的同时，采用将针状碳纳米管（CNT）混入电极中，在500 µm 的厚电极中为活性材料Fe3O4构建了良好的电子传输通道，使其在0.1 C 的倍率下可以发挥全部容量。另外根据衍射数据的拟合，在时间和空间分辨上确定了相组成，确定了转化产物为Li2O 和金属Fe，且Li2O 微晶在最初形成后会继续长大。

MAIBACH 等[77]考虑到现场原位环境压力光电子能谱的发展对在实际电池环境中电极和电解液界面的表征有着关键意义，采用环境压力光电子能谱对模型电解液［1 mol∙L-1双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂盐溶于碳酸丙烯酯］进行了表征。结果表明，液体电解液满足预期的组成，而电解液表面发现了明显的离子积累。该工作证明了对电池电解液等复杂液体体系进行直接测试的可能性，对实现真正的现场原位研究有着重要意义。

SEITZMAN 等[78]考虑到在全固态电池体系中锂金属负极仍可能会生长枝晶，导致短路而使得电池崩溃，使用自定义样品台支持的同步辐射X 射线成像，原位观察了固态电解质中金属锂的形成与迁移。该技术对Li/LPS/Li 结构可以达到接近1 µm的空间分辨率。结果表明，在整个对称电池中，孔洞的扩展都可以被观察到；且从视觉上类似于锂金属负极与LPS 固态电解质中已存的孔洞相互作用而导致裂纹的扩展。

YU 等[79]利用软X 射线叠层成像研究了从50%荷电态的电池电极中提取的磷酸铁锂纳米片。通过一系列纳米尺度的X 射线断层图像，量化了其电化学态；且对于单个纳米颗粒解析了相边界。通过成像观察还发现了多反应点、颗粒内的非均质性以及尺寸效应。该工作强调了多维度分析工具对设计下一代高性能器件的重要意义。

RAHE 等[80]利用X 射线计算机断层扫描（CT）对原始的和老化的电池电极进行了成像分析，对比以确定结构随使用寿命的改变。由CT 图像获得了电极内部孔隙结构并且识别了材料的形貌；可视化并量化了有机残留物和沉淀导致老化负极的孔隙率降低；正极侧观察到颗粒的破碎以及集流体的腐蚀；另外对Li 分布的量化分析完善了老化研究的解释，证明了电池性能衰减可以归因于参与循环的Li 被结合在负极颗粒表面层而造成损失。

HUGER 等[81]通过中子反射技术（NR）实现了对Li 离子在无定形硅薄膜和金属锂氧化层（LiNbO3）扩散的原位观测，结果显示Li 离子在硅中的扩散速率是控制步骤，LiNbO3/Si 界面不会明显阻碍锂离子渗透。

CHERKASHININ 等[82]研究了电池电压与不同薄膜阴极材料的电子电离势的相关性，通过光电子能谱获得的电离电势与充电平台开始时的电子化学势相联系，并将其差异与锂的电离电势与电池电压的电子贡献相关联，发现了电离电势与平均电压之间的合理关联性，以及电子贡献是电池电压的主要因素。

HAN 等[83]通过使用时间分辨操作中子深度剖析监测锂电镀过程中三种流行但有代表性的SE（LiPON，LLZO 和非晶 Li3PS4）中 Li 浓度分布的动态演变，从而说明了枝晶形成的起源。表明LLZO 和Li3PS4中高电子电导率主要负责这些SE中枝晶的形成，因此，降低电子电导率，对于全固态锂电池的成功至关重要。

MAHANKALI 等[84]通过扫描电化学显微镜（AFM-SECM）技术，得出在Li-S 电池充电过程中，导电部分发生溶解，而绝缘部分（主要为Li2S）与中间LiPS 发生反应。在较高的氧化电位下，LiPS逐渐转变为绝缘产品，这些产品会在循环中累积，从而导致活性材料利用率下降，最终导致容量衰减。

LI 等[85]对以磷酸铁锂（LixFePO4）和锂镍钴铝［Lix(Ni0.80Co0.15Al0.05)O2］为正极的两种18650锂离子电池在过度加热时释放气体的可燃性进行了研究，以考察评估它们的安全性。作者把两种电池在不同的充电态（SOC）下进行过度加热，然后对其中的气体成分进行分析。他们依照气体分析的结果，计算了可燃性上限（UFL）、可燃性下限（LFL）、可燃性范围（RF）、可燃性危险指数（HF）、电池消防安全阈值（SOCF）、稀释比阈值（DRF）。电池释放的气体中所含有的惰性气体，主要是CO2，对于这些参数的影响也包含其中。作者通过计算发现，两种电池的UFL 曲线和LFL 曲线都形成了半岛形状。区别在于磷酸铁锂电池气体的LFL 曲线在低充电态下有明显上升，从而导致了它的可燃性范围RF 相对较低。并且由于CO2的稀释作用，在相同的充电态下，磷酸铁锂电池气体的稀释比阈值也要明显低于锂镍钴铝电池产生的气体。

KRAUSE 等[86]对硅纳米线负极材料上进行了原位拉曼光谱测量。他们对电极进行了独特设计，这种电极设计允许对电池中化学变化的光谱进行观察。他们分别观察了未包覆的硅纳米线和碳包覆的硅纳米线材料。在整个循环期过程中都有很强SEI 相关峰位，随着两个样品的Si 信号的降低，未包覆的硅纳米线在1859 cm-1处多一个峰位，这可能与硅纳米线表面一种未知的SEI 有关。并且他们通过对相似样品进行了原位XRD 测试，进一步验证了该结果。

WANG 等[87]通过合成标准物质，对石墨负极表面形成的SEI 进行了细致研究。发现之前公认的二碳酸乙烯锂并不存在于其中，其正确组成应该是单碳酸乙烯锂。核磁共振的结果强烈支持了这一点。而且，前者是离子绝缘体，后者的结构才能提供离子通道，使SEI 在电极材料表面不至于阻挡离子进出。

HUANG 等[88]使用冷冻透射电镜研究了炭黑表面SEI 生长过程，给出了负极表面SEI 生长模型：首次循环后，炭黑表面生成约2 nm 无定形SEI，之后经过20 次循环，部分颗粒表面SEI 生长到约5 nm，形成由有机物烷基碳酸盐和无机物Li2O/LiOH/Li2CO3组成的稳定SEI 层；部分颗粒表面SEI 生长到约100 nm，分析原因为其SEI 中缺少无机盐成分，导致没有形成有效钝化层，电解液在其表面得电子不断还原分解。

YOHANNES 等[89]通过漫反射红外傅里叶变换光谱法研究了FEC 和VC 对中碳微球（MCMB）负极SEI 形成的影响。在1 mol∙L-1LiPF6/EC+EMC（体积比1 ∶2）电解液中加入2% VC，在第1个锂化周期中MCMB 电极上以1.0 V 开始形成SEI，这与CV 中观察到的VC 的电化学还原相对应。SEI 膜中含有聚碳酸亚乙烯酯、聚碳酸酯和Li2CO3三种物质，当扫描电位降至0.6 V 左右时，可以发现更多的聚碳酸酯物质，在随后5 个循环周期中发现了类似持续形成的SEI 成分。在5% FEC 的电解液中，MCMB 电极上以1.4 V 开始形成SEI，SEI膜中含有聚氟代碳酸乙烯酯、聚碳酸亚乙烯酯、Li2CO3和有机氟磷形成的碳酸烷基锂。在电位扫描至0.6 V 及随后的5 个锂化周期中观察到相同成分的SEI。从第2 次锂化及之后的循环来看，SEI的形成电位没有发生变化。这表明，在VC 和FEC存在下，SEI 的形成是由第1 个锂化循环的电荷转移减少引起的，而导致了后续循环中SEI 的持续形成。同时他们发现5% FEC 电池阻抗比2% VC 的阻抗低。FEC 添加剂的低阻抗可能是由于有机氟磷和聚FEC 的形成。

WU 等[90]考虑到理解固态电池电化学性能背后机理的重要性，使用同步辐射X 射线断层显微成像对全固态电池进行了三维和时间分辨的测量，复合层中电化学反应的梯度和形貌的演化被清晰地观察到。结果表明，活性材料Sn 的体积膨胀和收缩在沿着电极厚度方向有着强烈的取向；另外由于Sn 的形变而导致的固态电解质区域显著的形变破裂被观察到，且依赖于颗粒尺寸和排列的有组织的裂纹模式被发现。该工作对合理设计全固态电池中颗粒和电极的形貌有所帮助。

7 理论计算、界面反应及其他

BHANDARI 等[91]利用密度泛函理论评估了锂离子在EC/LiPF6电解液体系中传输进入LiFePO4的(010)面的锂离子传输屏障，结果表明该传输屏障高于锂离子在电解液和LiFePO4体相中的传输屏障，成为制约电池体系中锂离子传输的关键因素。

TSUCHIYA 等[92]结合了高能弹性反冲检测的离子束分析和卢瑟福背散射光谱探测9.0 MeV O4+离子束，将其作为一个有力的检测技术阐明了Pt/LATP/LiCoO2/Au 固态电池中界面处静态的Li 分布，并且准确检测了在几十纳米尺度的深度分辨率下电压依赖的相对Li 浓度改变。结果发现，贫Li区域会在LATP 固态电解质内部，与LATP/LiCoO2界面周围，厚度（120±30 nm）的区域形成。该工作对指导设计具有更小界面阻抗的全固态锂离子电池有所帮助。

WANG 等[93]研究了金属锂在不同温度下的沉积模式，作者发现金属锂在醚类电解液中高温下成核速率低，沉积过电位随之降低，促使金属锂形成连续大尺寸沉积，降低死锂比例的同时显著提升金属锂的循环效率。作者实现了在60 ℃下库仑效率99.3%的300 次稳定循环。

SUN 等[94]采用碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯和LiTFSI/LiPF6混合锂盐电解液改善金属锂界面SEI 成分，通过形成具有高比例无机SEI 组分提升界面离子电导率，抑制金属锂在大电流密度下枝晶形成。

SEO 等[95]通过原位液相电子显微镜研究了锡-氧化锡核-核壳纳米颗粒的锂化过程中的应力-成分的关系。同时他们观察到了锂化过程中纳米颗粒中不均匀组成场的形成。基于密度泛函理论的应力模型计算表明，复合梯度与外加应力成正比。基于这种耦合，他们证明了可以通过对锂合金材料施加不同的应力来定向控制锂的分布。

FITZHUGH 等[96]通过计算评估了Li10SiP2S12与67000 多种材料的界面稳定性，报告并分类了超过2000 种预计在阴极电压范围内形成稳定界面的材料，以及超过1000 种关于阳极范围的材料。

FROBOESE 等[97]通过使用电化学惰性玻璃颗粒作为模型活性材料，造出结构清晰的模型电极，对锂金属电极与模型电极之间的界面电阻进行了研究，清楚地表明，小体积活性材料的高体积分数会导致更高的界面电阻。最后，引入模型通过活性物质的体积分数来预测全固态电池电极内的固体电解质的有效离子电导率。

BOUIBES 等[98]研究高盐浓度和磷酸三甲酯溶剂在SEI 层形成过程中的作用。使用QM 计算描述了阻燃电解液LiFSA/TMP 的还原，在此基础上应用“the red moon”方法研究了SEI 层形成的微观机制，这种方法可依据三盐浓度成功形成SEI层，并与实验观察的自上而下的SEI 形成机制相兼容，这种形成机制的SEI 更厚和密实，主要是由于LiFSA 在TMP 溶剂中的还原产生。研究表明，盐浓度的增加以及TMP 溶剂的增加是改善SEI 层形成的重要关键因素，使石墨阳极在阻燃电解液中具有良好的充放电性能。

APPIAH 等[99]提出了一种锂离子电池加速老化分析的失效框架。该框架涉及LiMn2O4/graphite全电池循环老化机制的物理-化学容量衰退的耦合模型，以及一个基于物理的用于预测电池不同温度下的循环性能的多孔复合电极模型。在此基础上，建立了基于物理-化学耦合电容衰减模型和物理的多孔复合电极模型预测的一维简单经验寿命模型。利用该一维简单经验模型进行了基于时间-温度叠加原理的加速循环老化分析。该框架用于预测LiMn2O4/graphite 全电池加速老化分析的最大循环次数和所需的最高温度。通过LiMn2O4/graphite 全电池在25 ℃和60 ℃下的实验循环数据分析，验证了该框架的有效性。

WANG 等[100]以LiH 和3,4-二羟基苯甲酸为原料，通过简单的化学反应合成了有机补锂材料Li2DHBA，该补锂材料可贡献出约 302 mA∙h∙g-1的补锂容量，用作LiFePO4/graphite 全电池的补锂材料，使全电池的首周容量和效率均有较大的提高，Li2DHBA 脱锂后，残留物会溶解于电解液中。