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电池材料化学研究进展综述

A review of advances in battery materials chemistry

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DOI	10.12208/j.jccr.20250083
刊名	化学与化工研究 Journal of Chemistry and Chemical Research
年，卷(期)	2026, 5(3)
作者	余虎,
作者单位	长沙理工大学湖南长沙
摘要	电池材料是电化学储能技术的核心，其性能直接影响电池的能量密度、功率密度、循环寿命和安全性。随着电动汽车和可再生能源的快速发展，对高性能电池材料的需求日益迫切。本文系统综述了电池材料化学的研究进展，涵盖锂离子电池材料、钠离子电池材料、固态电池材料、有机电极材料、燃料电池催化剂材料等主要方向。在此基础上，深入分析了正极材料、负极材料、电解质材料的结构调控策略与性能优化方法，探讨了中熵工程、碳网络构建、氢键化学等新型设计理念的应用。研究表明，当前电池材料研究呈现出高能量密度化、高安全性化、长循环寿命化、绿色可持续化的发展趋势。富锂锰基正极、硅碳负极、固态电解质、有机电极材料等取得了重要突破，人工智能辅助材料设计和绿色回收技术成为新的研究方向。未来应加强材料结构-性能构效关系的基础研究，推动新型电池材料的实用化进程。
Abstract	Battery materials are at the core of electrochemical energy storage technology, and their performance directly affects the energy density, power density, cycle life, and safety of batteries. With the rapid development of electric vehicles and renewable energy, the demand for high-performance battery materials is becoming increasingly urgent. This paper systematically reviews the research progress in battery materials chemistry, covering major directions such as lithium-ion battery materials, sodium-ion battery materials, solid-state battery materials, organic electrode materials, and fuel cell catalyst materials. On this basis, it deeply analyzes the structural regulation strategies and performance optimization methods of cathode materials, anode materials, and electrolyte materials, and explores the application of new design concepts such as medium-entropy engineering, carbon network construction, and hydrogen bond chemistry. Research shows that current battery materials research presents development trends of high energy density, high safety, long cycle life, and green sustainability. Significant breakthroughs have been achieved in lithium-rich manganese-based cathodes, silicon-carbon anodes, solid-state electrolytes, and organic electrode materials, with artificial intelligence-assisted materials design and green recycling technologies becoming new research directions. In the future, it is necessary to strengthen fundamental research on the structure-performance relationship of materials and promote the practical application of new battery materials.
关键词	电池材料；锂离子电池；钠离子电池；固态电池；正极材料；负极材料
KeyWord	Battery materials; Lithium-ion batteries; Sodium-ion batteries; Solid-state batteries; Cathode materials; Anode materials
基金项目
页码	37-43

参考文献
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[1] Alsaç P E, Sharma K A, Yoon G S, et al. Linking Pressure to Electrochemical Evolution in Solid-State Conversion Cathode Composites
[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2025.

[2] Jeong J W, Nelson L D, Wang C, et al. Tracking Interphase Growth at Alloy Anode Interfaces in Sulfide Solid-State Batteries
[J]. Journal of the American Chemical Society, 2025.

[3] Liu N, Jiang G, Shao M, et al. Medium-Entropy Engineering and 3D Carbon Network Synergy in Na₃V₁.₄Fe₀.₁Mn₀.₂Cr₀.₂Zr₀.₁(PO₄)₂O₂F@C for High-Performance Sodium-Ion Batteries
[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2025.

[4] Izumi K, Takaya Y, Tokoro C. Liberation of Nickel-Cobalt-Manganese-Based Active Materials from Cathode Composites by Dry Grinding Using a Calcium Oxide Grinding Aid
[J]. Journal of Chemical Engineering of Japan, 2025, 58(1).

[5] Płowens R, Baraniak M, Jakubowska K A, et al. Natural Fibers Flax and Wool as Replacements for Synthetic Polymers in Active Masses of Pb/PbO₂ Systems
[J]. Journal of Natural Fibers, 2025, 22(1).

[6] 王振兴, 刘翠茵, 余凤, 等. Si-C基电池组装助力材料专业实验教学
[J]. 广州化工, 2025, 53(24): 175-177.

[7] 李学进, 刘鹏云, 徐静, 等. 硅氧碳复合电极材料制备的探究型实验教学研究
[J]. 实验室研究与探索, 2025, 44(12): 141-145.

[8] 郭懋宽. 基于过渡金属LDHs的光电化学储能器件设计与性能研究
[D]. 北京化工大学, 2025.

[9] 李可可, 李雪, 胡艳萍, 等. 煤基硬碳材料结构调控及其储钠性能研究
[C]//第三届光电材料与器件国际研讨会论文集, 2025: 47.

[10] 刘京龙. 多孔碳网络包覆Co₉S₈负极材料研究
[J]. 辽宁化工, 2025, 54(11): 1799-1801.

[11] 邱瑞铭. 基于BaCeₓZr₀.₈₋ₓY₀.₂O₃₋δ基电解质的可逆质子陶瓷电化学电池的建模研究
[D]. 广东工业大学, 2025.

[12] 董海舰, 翟鹏辉, 麻智圣, 等. 质子交换膜燃料电池催化剂层粘结剂材料研究进展
[J]. 化学研究, 2025, 36(06): 647-655.

[13] 赵天佑, 胡凤鸣, 朱美琦, 等. 单原子催化剂在便携式能源与传感器技术中的未来发展
[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2025, 78(11): 100-137.

[14] 郝梦圆, 孟晴, 鄢亚超, 等. 有机电极材料：分类及其在金属离子电池中的典型改性应用
[J]. 化学进展, 2025, 37(10): 1479-1512.

[15] 王方媛, 徐慧婷, 薛菁华. 2015—2024年国外AI for Science研究现状及主题趋势分析
[J]. 科技情报研究, 2025, 7(04): 46-57.

[16] 张东阳, 乔义超, 王汉敏, 等. 木质素基硬碳材料的制备及其在钠离子电池中的应用研究进展
[J]. 中国造纸学报, 2025, 40(03): 106-120.

[17] 周泓宇, 王俪颖, 赵宇, 等. 氢键化学赋能高比能锂电池关键材料
[J]. 化学学报, 2025, 83(11): 1451-1462.

[18] 吴孝余. 锡基/中空碳球复合材料的合成及其储锂/钠性能的研究
[D]. 扬州大学, 2025.

[19] 沈鑫权, 陶珊珊, 徐桑. 新型电容器材料对锂电池充放电效率的影响机制研究
[J]. 全面腐蚀控制, 2025, 39(08): 157-160.

[20] 程澈. “自愈”钙钛矿太阳能电池：更耐用的新突破
[J]. 百科知识, 2025, (23): 20.

[21] 涂宝标. 智能卫浴领域智慧实验室建设规划探讨
[J]. 轻工标准与质量, 2025, (04): 107-110.

[22] 张骁, 刘佩, 和佳欢, 等. 化学储氢材料的合成与应用研究进展
[J]. 洁净煤技术, 2025, 31(12): 66-78.

[23] 康国辉. 锂离子电池富锂锰基正极材料的制备与改性研究
[D]. 广西大学, 2025.

[24] 王斌, 宋文革, 尚明, 等. 低阶煤制备锂离子电池用硬炭负极及其性能
[J]. 洁净煤技术, 2025, 31(07): 100-108.

[25] 李敏玉, 胡晓静, 郑美琴. 材料化学探究性实验教学设计——染料敏化太阳能电池的制备
[J]. 广东化工, 2025, 52(12): 195-197.

引用本文

余虎. 电池材料化学研究进展综述 [J]. 化学与化工研究. 2026; 5; (3). 37 - 43.

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