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第一作者：孙若晴 通讯作者：曹剑瑜&王永刚 通讯单位：常州大学&复旦大学 DOI：10.1016/j.mtener.2026.102376 感谢常州大学曹剑瑜团队（第一作者：孙若晴）校稿！工作简介本文报道了一种通过甲酸盐辅助电化学处理制备的纳米结构铜泡沫（Cuf），该材料可调控晶体晶面取向，旨在提升吩嗪的氧化还原反应动力学。系统筛选确定了最佳条件：5wt%甲酸钠和pH=10能增强高活性Cu(110)晶面的暴露程度，相对织构系数为15.8%。晶面重构的Cuf（FR-Cuf）表现出更优的亲水性及纳米结构形貌。密度泛函理论计算表明Cu(110)晶面对吩嗪物种展现出优于其它晶面的BHPC吸附能（−7.98eV）。FR-Cuf在50%SOC下可达到229.3mW...

第一作者：张远慰 通讯作者：梁国进 通讯单位：深圳理工大学 DOI：10.1002/batt.70428 感谢深圳理工大学梁国进团队校稿！工作简介本文综述了近年来在多维度枝晶抑制策略方面的最新进展，包括电解质工程、电极结构优化、功能膜开发以及操作参数调整。这些方法能够在不同的生长阶段调控枝晶形成，并利用材料与系统设计之间的协同效应。综合的多尺度视角为开发具有高能量密度、无枝晶的ZFB系统提供了路线图。《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》研究背景ZFBs的运行机制依赖于阳极处金属锌的可逆沉积与剥离过程，以及阴极处活性物种的氧化还原转化。从原理上讲，锌的沉积过程具有较高的库仑效率和相对较低的析氢过电位，从而能够实现稳定的长期循环。然而，在实际应用中，水系电解质中的锌成核与生长过程极易受到异质电流分布、局部浓差极化、界面能差异及寄生副反应的影响。这些因素会导致锌的沉积呈现空间不均匀性；在局部加速沉积且离子供应不足的条件下，锌会以枝晶形式垂直于电极表面生长。核心内容1.锌枝晶形成与生长的机理图1.ZFBs中锌枝晶生长的示意图 锌枝晶的形成是一个动态过程，源于Zn2+传输与界面电化学反应之间的竞争。在ZFBs中，连续的电解液循环引入了额外的流体动力学因素，从根本上使锌沉积行为与传统静态锌电池中的行为存在差异。因此，ZFBs中的枝晶演化受电场、浓度场与流动场三者耦合效应的共同调控，使得锌沉积过程成为典型的多物理场耦合过程。理解这些机制对于开发有效的抑制枝晶生长及提升电池长期稳定性的策略至关重要。 如图1所示，锌枝晶的演化始于一个相对均匀的初始状态（图1a），此时Zn²⁺在电解液中均匀分布，且阳极表面尚未沉积任何金属锌。在充电过程中，锌的沉积通过成核过程启动（图1b）。由于表面粗糙度、界面能及局部电流密度均存在不可避免的波动，Zn²⁺会优先在能量上有利的活性位点发生还原反应，从而形成局部锌核。锌核会形成初始的表面突起，进而成为后续沉积非均匀性的起始点。 在传统的静置式电池系统中，锌的沉积过程主要受离子扩散与迁移的调控（图1c）。随着沉积进程的推进，突出区域会经历局部电场增强现象，此现象通常被称为“尖端效应”。增强的电场会吸引更多的Zn²⁺向这些区域聚集，从而导致优先沉积及加速的各向异性生长；与此同时，电极表面附近持续消耗的Zn²⁺会产生浓差极化，并形成较厚的浓度边界层。一旦Zn2+的传输不能再满足当地的电化学需求，沉积就会受到扩散限制，进一步加速尖端生长，最终导致分支树枝状结构的形成。自放大效应会持续加剧表面粗糙度，最终可能导致膜穿透及电池失效。与之相反，ZFBs中的锌沉积过程是在持续电解液循环条件下进行的（图1d）。对流输运机制的引入可持续补充电极表面附近的Zn²⁺，并动态调节浓度边界层。因此，枝晶生长过程不再仅受电化学动力学控制，而是由电解液流动、温度、电流密度、电场分布及离子传输之间的耦合相互作用共同调控。适宜的流动条件能够降低浓差极化效应并改善Zn²⁺的供给均匀性，而不均匀的流动分布则可能引发Zn²⁺浓度与电流密度的局部波动。类似地，工作温度会影响离子迁移率和成核行为，而电流密度则决定了Zn²⁺的消耗与补充之间的平衡关系。耦合因素共同持续调控着局部沉积动力学过程，并影响锌沉积物的形貌与稳定性。因此，与静态锌电池相比，ZFBs的关键区别在于其具备流体动力学调控机制，为控制锌沉积提供了额外的自由度。在ZFBs中，枝晶演化并非仅由电化学反应与扩散之间的竞争所决定，而是取决于流体诱导的传质、电场分布与界面反应动力学之间的动态耦合关系。此独特特性使得操作调控能够作为基于材料的枝晶抑制策略的重要补充手段。 总体而言，锌枝晶的形成可视为一个渐进性失稳过程，该过程涉及以下三个环节：(i)异质成核；(ii)电场驱动的突起生长；以及(iii)运输受限的形貌放大。在液流电池系统中，电解液循环会从根本上改变浓度场的演化规律及沉积动力学，从而对枝晶生长行为产生深远影响。此机理层面的理解为后文将讨论的电解液、电极、隔膜及运行策略奠定了理论基础。   2.锌枝晶抑制策略 2.1电解质 在ZFBs中，电解质不仅充当离子传导介质，还作为调控Zn2+溶剂化结构、传输行为及界面反应动力学的关键因素。由于枝晶的形成源于离子传输与电化学沉积过程之间的失衡，因此，电解质工程已成为实现均匀锌沉积最有效的策略之一。近年来，相关研究进展已从传统的电解质优化转向对Zn2+配位环境、界面反应及质量传输过程进行分子及界面层面的调控。 2.1.1晶体生长调控图2.抑制锌枝晶的电解质设计 电解液设计的最基本策略之一，是通过调控与特定锌晶面之间的界面相互作用来调节锌沉积过程，从而重塑晶体生长的能量势场。多齿配体可优先吸附于热力学上更稳定的Zn(101)晶面，抑制各向异性生长并促进逐层锌沉积（图2a，b）。晶面选择性配位能够增加无控生长所需的能量势垒，同时缓解局部过饱和现象，使得即使在高电流密度条件下，也能实现更均匀的锌成核与生长过程。除直接化学配位外，调控界面电双层也被证实是一种有效手段。例如，微量Gd³⁺添加剂可重构内亥姆霍兹平面，动态调节电极/电解液界面处的局部静电环境，从而稳定Zn²⁺浓度场，并引导有利于均匀生长的优先沉积取向（图2c）。此外，基于超微电极的快速扫描伏安法技术的最新进展，为探究界面电双层（IHP）及界面离子传输过程的动态演变提供了新途径，从而为深入理解电解液调控下的锌生长机制提供了更深刻的见解。研究结果表明通过电解液设计来控制晶体生长的各向异性，是抑制枝晶形成的有效途径。 2.1.2成核动力学调控 另一项重要策略侧重于通过协同调控Zn²⁺的溶剂化化学、界面反应及沉积动力学，来调控成核行为。尿素等多功能添加剂可以通过与锌酸盐物种和锌表面相互作用，同时调节锌的沉积并抑制寄生反应（图2d）。尿素通过调控还原动力学并促进均匀分布的成核位点形成，能够促进均质锌沉积，同时抑制局部生长。近年来，研究人员开发了诸如酒石酸钾钠（PST）等先进多功能添加剂，可同步调控Zn²⁺的溶剂化过程与沉积动力学。PST通过重构Zn²⁺的溶剂化环境并促进界面离子分布更加均匀，从而降低成核能垒、增加成核位点密度，进而促进均质锌沉积并抑制枝晶生长。此外，PST还能有效抑制寄生副反应，进一步提升锌负极的可逆性与循环稳定性。研究结果充分证明了多功能添加剂在调控锌成核过程的热力学与动力学特性方面所发挥的重要作用。 2.1.3...

第一作者：杨旭 通讯作者：孙志强 通讯单位：中南大学 DOI：10.1016/j.jpowsour.2026.241185 感谢中南大学孙志强团队校稿！工作简介本研究提出了一种不对称VRFB装置，其正极采用氮掺杂石墨毡（N-GF）及其碳纳米纤维网络，负极则采用铋修饰石墨毡（Bi-GF）。N-GF可增强V⁵⁺/V⁴⁺的氧化还原动力学并提供结构耐久性，而Bi-GF则能抑制析氢反应并促进V³⁺/V²⁺反应。因此，不对称电池在100...

第一作者：宋袁芳 通讯作者：唐奡 通讯单位：中科院金属研究所 DOI：10.1016/j.jpowsour.2026.241192工作简介本研究揭示了Fe-电解质降解的溶剂化壳层成因，并建立了DMSO辅助的双配体配位策略，用于稳定碱性铁–三乙醇胺（FeTEA）阳极电解质。光谱分析结合理论计算表明单独使用TEA仅能部分重构Fe³⁺的水合环境，导致配位水存在于不稳定的Fe中心溶剂化壳层中；而DMSO能够进入Fe³⁺的内层配位壳层，部分取代配位水，从而显著增强Fe-配体相互作用，进而形成更稳定的FeTEA（DMSO）配位结构。重构的溶剂化壳层能有效抑制Fe物种解离，并减轻电化学循环过程中的铁沉积，从而提升氧化还原可逆性并保持阳极处更洁净的电极界面。作为概念验证，优化后的FeTEA（DMSO）电池在40mA...

第一作者：赵涵琪 通讯作者：佟瑶 通讯单位：大连工业大学＆中石化（大连）石油化工研究院 DOI：10.1016/j.mtchem.2026.103840 感谢大连工业大学佟瑶团队供稿！工作简介全溶全铁液流电池（ASAI-FBs）因铁资源丰富、成本低廉且安全性高，已成为一种极具前景的大规模储能技术。铁电解质作为能量储存介质，其性能对电池整体表现起决定性作用。铁的配位化学赋予ASAI-FBs阳极电解质可调的氧化还原电位，而这种螯合特性对电池性能有显著影响。经过近十年的发展，研究人员已将配体设计策略从单一准则方法拓展为协同优化策略，在高电荷密度、高空间位阻和更高配位数之间寻求平衡。本文聚焦于电解质优化策略，总结配体选择的基本原理，系统回顾当前阳极电解质的设计策略，并展望未来研究方向。本文旨在为ASAI-FBs电解质的开发与优化提供指导，并为下一代ASAI-FBs的设计提供参考。 《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》研究背景全溶全铁液流电池（ASAI-FBs）基于有机配体配位设计的独特工作原理，被认为是实现高效、经济储能的极具前景的研究方向之一。它利用正极电解液和负极电解液中具有不同配位环境的亚铁/铁配合物，通过可逆的氧化还原反应来储存和释放能量。这种设计消除了充电过程中金属沉积带来的枝晶生长问题，同时显著抑制了过程中通常伴随的析氢副反应，从而显著提高了循环稳定性、库仑效率（CE）和电池安全性。因此，ASAI-FBs更适用于长寿命、高可靠性的大规模储能应用。在ASAI-FBs中，正极电解液采用结构稳定且电化学性能成熟的亚铁氰化物/铁氰化物。相比之下，负极电解液的设计决定了溶解度、氧化还原电位和循环稳定性，从而直接影响ASAI-FBs的能量密度和使用寿命。因此，配体工程已成为开发高性能ASAI-FBs的关键研究重点。尽管近年来该领域取得了显著进展，但ASAI-FBs电解液的开发仍面临重大挑战。本综述聚焦于ASAI-FBs电解液设计的最新进展，从基础挑战出发，系统总结了负极电解液工程视角下的关键设计策略，并展望了未来的研究方向。本综述旨在为下一代高性能、长循环寿命ASAI-FBs的设计与商业化提供有价值的参考。核心内容（一）、ASAI-FBs 的工作原理与设计原则 1、ASAI-FBs 的电位调控工作原理与机制 通常，ASAI-FBs采用亚铁氰化物/铁氰化物氧化还原电对（Fe(CN)₆⁴⁻/Fe(CN)₆³⁻）作为阴极液，其标准电极电位相对于标准氢电极（SHE）约为 +0.36...

通讯作者：马骏 通讯单位：中国科学技术大学 DOI：10.1002/anie.7032214工作简介本研究开发了一种无需催化剂、仅需数分钟即可通过电子束辐照制备V3.5+电解质的有效策略。研究表明水辐解反应可产生大量水合电子和还原自由基，在常温条件下能快速将V4+转化为V3+，从而实现高达0.65mol...

通讯作者：石星逸 通讯单位：香港城市大学（东莞） DOI：10.1016/j.mtener.2026.102354工作简介本文系统阐述了各类锌基液流电池（ZFB）体系的核心挑战，全面综述了不同电解质添加剂对电池性能提升的作用机制，并详细解析了其作用原理；同时系统总结了相关添加剂的评估与表征技术；最后提出了未来添加剂开发方向，旨在为设计具有更高稳定性和性能的下一代ZFB提供理论指导。《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》研究背景近年来，ZFBs因更高的能量密度、丰富的锌资源储备以及较低的初始成本而受到越来越多的关注。在该系统中，电解液既作为氧化还原活性物质的载体，又充当能量存储与释放的介质，配方对决定电池性能起着关键作用。辅助电解质的作用是提高离子强度，从而增强导电性并抑制欧姆损耗。在中性ZFBs中，氯化钾常被用作辅助电解质。由于钾离子的离子半径小于锌离子，K+在水相电解质和膜中均表现出更高的扩散系数，可实现快速离子传输，有效降低浓度极化损失并提升电池性能。另一方面，电解质添加剂是专门的化学成分，通过物理或化学相互作用选择性地提高电池性能的一个或多个方面，而不直接用作储能的电活性物质。在ZFB体系中，“电解质添加剂”通常以广义的功能概念使用，涵盖多种类别，包括常规添加剂（如表面活性剂、小分子有机物和聚合物）、络合剂、pH缓冲剂以及氧化还原介体。根据其功能不同，添加剂可调节电解质环境、稳定活性物质、抑制不良副反应并促进电极反应动力学，从而提升输出性能。添加剂可用于解决ZFB两方面的挑战：对于锌阳极而言，添加剂分子可通过调控锌离子的溶剂化结构和/或电极–电解质界面来抑制锌枝晶生长、HER及腐蚀；针对不同的正氧化还原电对，可引入电解质添加剂与卤素或金属形成络合物以抑制水解/交叉反应，或作为氧化还原介体以增强产物还原反应的可逆性。核心内容1.阳极侧用电解质添加剂 1.1与阳极耐久性相关的挑战 1.1.1枝晶生长图1.(a)锌的沉积与枝晶生长过程示意图；(b)锌在不同pH值下的不同腐蚀模式 图1(a)展示了锌沉积的连续阶段及锌枝晶形成的全过程。在电池的充电过程中，锌离子从电解质迁移到电极表面，而电子通过外部电路从阴极迁移到阳极。锌离子抵达另一侧并与反应表面接触后，会从阳极吸收电子并还原为锌原子，随后沉积在多孔电极表面。在局部过电位作用下，还原后的锌原子向活性成核位点扩散，在那里聚集并在电极表面形成初始晶核。随着电沉积过程的进行，电极表面会出现非均匀的锌成核与沉积现象。由于“尖端效应”，锌离子会在突起处浓度显著升高。这种效应导致锌离子优先沉积在突起部位，从而加剧锌沉积的不均匀性，最终引发枝晶生长。 在实际面容量下运行时，ZFB电池中的枝晶问题会变得更加显著。与通常仅以1-5mAh...

第一作者：罗嘉劼 通讯作者：赵天寿、韩美胜、李文甲 通讯单位：南方科技大学 DOI：10.1002/aenm.71330 感谢南方科技大学赵天寿院士团队（韩美胜老师）校稿！工作简介本综述系统分析了四种关键RFB构型，钒基、锌基、铁基及有机体系在催化剂改性方面的进展。通过将性能提升与特定电化学活化动力学相关联，确立了明确的机理路径。具体而言，钒基RFBs利用原子尺度缺陷工程和铋中心催化来加速反应动力学；锌基体系采用亲锌纳米结构（如氧化铜）以确保均匀成核并抑制枝晶生长；铁基架构则整合了高析氢过电位材料（如铅和铋）以抑制副反应；最后，有机RFBs侧重于先进的表面功能化，以最大化活性位点密度和稳定性。通过综合这些策略，本研究为优化不同RFB架构下的电极功能提供了全面指南。《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》研究背景电极材料的改性已成为提升RFBs性能、进而降低其成本的关键策略。电极改性的主要目标是在确保电解质高效传输（渗透性）的同时，最大化活性位点密度与比表面积。尽管在结构设计中两者之间存在固有的权衡关系，但实现二者间的平衡至关重要。在实际运行过程中，电池性能常受浓度极化、电化学极化和欧姆极化的影响。上述三种极化现象的共同作用会显著影响RFBs的EE、功率密度及循环寿命。这些极化行为可通过多种策略有效缓解，例如：调控CF电极的活性位点密度、优化离子反应动力学、增强材料的本征性能。总体而言，这些方法可大致归类为电极材料的宏观结构调控与微观表面催化剂改性。关于宏观结构调控现有研究已十分丰富，其商业应用也相对成熟。本研究的核心目标在于平衡电极的SSA与渗透性。此外，此类调控措施对系统性能的影响在不同RFB体系（如全钒型、铁基型、锌基型及有机型）中均表现出高度的普适性，且变化幅度相对较小。作为对比，微观表面催化剂改性则显示出显著的系统依赖性：不同的氧化还原电对需要定制化的电极催化材料才能充分发挥其固有优势。因此，本研究系统分析了不同RFB体系下表面改性催化剂的相容性特征及其独特的电化学活化机制。核心内容1.不同氧化还原对的的活化机制 在不同的RFB体系中，电极催化活性并非一个与体系无关的内在参数；相反，是由活性物种的电化学特性以及负载于电极表面的催化剂的具体类型和构型共同决定的。基于传统的热处理、化学处理和电化学处理方法，引入先进的催化层可引发CF电极的体系特异性重构。此过程从根本上改变了其表面形貌、官能团分布、缺陷密度及润湿性。在某些改性场景下，经工程化处理的电极主要通过提供特定吸附位点和加速电子转移动力学来提升反应速率；而在其他体系中，性能的提升则更多依赖于稳定的碳骨架和高导电网络以支撑催化层，或借助界面调控来抑制金属枝晶生长、副反应以及非均匀溶解/沉积问题。 1.1VRFBs VRFBs是迄今为止商业化应用最成功的流电池，其正负极均采用不同氧化态的钒离子作为活性物质。在充电过程中，负极电解液（储存在负极隔室）中的V³⁺被还原为V²⁺，而正极电解液中的VO₂⁺则被氧化为VO2+；放电过程中则发生相反反应。这些氧化还原反应主要发生在多孔碳电极表面。因此，电极界面是钒物种动态吸附、电子转移和离子传输的关键平台然而，在实际系统中，VO2+/VO₂⁺和V2+/V3+在电极上的反应通常面临诸多挑战，例如催化活性不足、电解质对电极的润湿性或附着力较弱等问题，问题会导致电荷转移动力学缓慢及显著的极化现象，从而限制了电池整体EE与功率性能的进一步提升。为实现更高效率的VRFBs，研究人员已投入大量努力以增强电化学活性与传质效率。 1.1.1...

通讯单位：埃因霍温理工大学 DOI：10.26434/chemrxiv-2025-bm036工作简介本文介绍了一种原位中子成像方法（结合了偏振模式与透射模式），可同时追踪铁的镀/剥离过程及析氢现象。本研究发现膜附近存在优先铁沉积区域，表明电流密度分布并不均匀。研究发现pH对反应选择性和循环性能起着关键作用：较低的pH会导致铁沉积难以形成。通过采用不同流动场几何结构进行的实验表明，反应选择性与空间分布均受电解质流动模式的显著影响。《2025年我司用户发表的液流电池论文合集》研究背景向可再生能源经济转型需要具备成本效益且可规模化部署的储能技术，需能够在全球范围内推广应用。全铁氧化还原液流电池（AIRFBs）已崭露头角，成为一种极具潜力的候选方案，AIRFBs兼具RFB系统的模块化优势与铁化学特性：储量丰富、成本低廉、环境友好以及固有的安全性。然而，性能仍受到以下因素的制约：铁的沉积/剥离反应动力学过程较为迟缓、与HER的竞争，以及电化学反应器内的传质损失。上述挑战亦存在于其他电化学系统中，例如锂离子和锌金属电池中的金属沉积、钒基RFBs中的寄生气体析出，以及水电解槽中的气泡管理。改进这些系统需要对多相反应现象有更深入的理解。在AIRFBs中，控制多孔电极内的铁沉积可提升容量、延长循环寿命并防止孔道堵塞。然而，将电池级指标与反应器内局部的材料转化过程相结合，仍是一个根本性挑战。核心内容1.铁磁性铁的选择性成像图1.α-铁与氧化铁样品的极化中子响应 首先评估了该方法的检测能力，并将中子响应与多种铁物种（α-Fe、Fe3O4、α-FeOOH、γ-FeOOH及γ-Fe₂O₃）的含量进行关联分析。为此，制备了含α-Fe粉末（束流中铁厚度为20–190μm，对应0.2–2...