随着机器学习原子间势（MLIP）的发展，采用分子动力学解决大尺度体系结构下的离子输运问题成为可能。沸石结构由于其特殊的孔道和空腔，且结构中存在复杂的Si/Al无序排布，使得其动力学性质的模拟较为困难。采用原子位置光滑重叠（SOAP）描述符找到TO₄四面体排布差距最大的10个沸石结构框架作为MLIP训练集，得到适用于在Na-Si-Al-O四元结构进行分子动力学模拟的MLIP，计算统计了具有代表性的18个结构中的Na⁺均方位移，筛选到了迁移势垒为0.25 eV和外推室温离子电导率为2.66 mS/cm的ACO框架沸石材料，可以作为具有高稳定性的钠离子导体。

在二次电池系统研究过程中，鉴于电子在电池系统中直接参与电化学反应，深入理解系统中的电子行为至关重要。在过去几十年里，Goodenough等通过引入过渡金属元素d轨道能级分裂，实现晶体局域配位场重建，建立起了一套二次电池的电子理论，为电池材料的结构性能调控提供了十分重要的指导。然而，这套理论涉及复杂的原子、分子轨道和轨道杂化理论，处理过程烦琐，且难以直观理解。众所周知，随着以密度泛函理论为基础的结构复杂材料第一性原理高通量量子晶体学计算科学和技术的不断发展，材料科学领域能够通过相关计算获取更多、更科学且更精确的材料电子结构和参数信息，包括Fermi能级、Fermi能级附近能带的准确结构、电子态密度（DOS）等。这些关键电子信息对于理解二次电池电极材料综合电化学行为将是非常有益的。本工作重点阐述了相关的第一性原理计算实现方法，并以钠离子电池用典型磷酸盐正极进行了高通量计算和相关的电化学实验结果分析。研究发现，基于3种典型磷酸盐化合物可靠的高通量计算，对综合电化学性能变化可以进行更深层次的解析。表明二次电池电极材料能带高通量计算结果与电极材料综合电化学性能间存在很强的关联性，这将为理解二次电池电极材料电化学行为提供一个新的视角。

钠固态电解质因其能量密度高、安全性好和成本低等优势被视作极具潜能的下一代电解质材料，然而较低的离子电导率成为限制钠固态电解质发展的主要瓶颈之一。本工作提出了一种机器学习与第一性原理计算结合的智能模型实现高通量筛选，将离子电导率作为主要的筛选指标，先后使用极端梯度提升（XGBoost）模型和从头算分子动力学（AIMD）预测并验证材料的离子电导率，最终筛选得到4种潜在的无机钠固态电解质材料即Na₃HfTiSi₂PO₁₂，Na₃Bi（BO₃）₂，Na₂LuPCO₇以及Na₂LuPWO₈，并通过进一步分析探究钠离子的迁移机理。

凭借着丰富的钠资源储量和低廉的价格，钠离子电池在储能领域表现出极大的应用前景。通过第一性原理计算系统研究磷酸钒钠（Na₃V₂（PO₄）₃）以及Ti、Cr、Mn、Fe等过渡金属掺杂的NASICON型钠离子材料的几何及电子结构，并对Ti、Mn和Ti、Fe取代V形成的Na₃MM'（PO₄）₃型聚阴离子型钠离子电池正极材料进行Na离子扩散路径及相应能垒计算。结果表明：Na₃TiMn（PO₄）₃、Na₃TiFe（PO₄）₃在热力学和动力学上均有利于钠离子的扩散传输。结合电压平台计算，筛选出Na₃TiMn（PO₄）₃和Na₃TiFe（PO₄）₃为综合性能良好的NASICON型钠离子正极材料。

中性锌空气电池因其高比能、高安全性和长寿命受到广泛关注，但其空气正极动力学迟滞问题限制了其实际应用。通过第一性原理计算方法，研究了中性锌空气电池的催化路径，并提出了其催化剂设计的描述符。结果表明：4电子路径倾向于发生在氧吸附强度较强的催化剂上，而2电子路径更易出现在吸附强度较弱的催化剂表面。此外，吸附强度与过电势遵循Sabatier原理，适中吸附强度具有最佳性能。研究发现Pt和Ag表现出适中的氧吸附特性，是中性锌空气电池正极催化剂的潜在候选材料。

随着高能量密度和安全储能系统需求的日益迫切，开发具有优异离子导电性和结构稳定性的固态电解质成为当前研究重点。基于结构预测程序（CALYPSO）结合密度泛函理论（DFT）计算，系统评估了新型氧硫化物Li₂MgSO作为固态电解质的应用潜力。理论计算表明，Li₂MgSO不仅表现出优异的动力学特性和机械稳定性，还具有宽禁带（4.76 eV）特征。离子输运动力学分析揭示了Li₂MgSO中独特的三维离子传输网络，该网络由层间迁移通道与二维平面内迁移路径共同构成，且表现出较低的迁移势垒，有利于锂离子的快速传输。通过系统的阴离子（Se）和阳离子（Zn）取代研究发现，Li₂ZnSO相较于Li₂MgSO和Li₂MgSeO表现出更优异的锂离子迁移动力学特性，这一结果表明Li₂MgSO体系中锂离子的迁移行为主要受阳离子诱导效应调控。

全固态锂离子电池被认为是解决目前商用锂离子电池能量密度和安全性问题的理想替代品。符合实际需求的固体电解质材料的开发是其应用的关键。最近，以Li₃InCl₆为代表的卤化物快离子导体由于展现出优异的性能，成为倍受人们关注的一类极具潜力的新型固体电解质。然而，与Li₃InCl₆应用密切相关的一些问题仍不清楚，比如绝缘性、力学和热特性等，尤其是高离子电导率的本质原因。利用第一性原理计算系统揭示了Li₃InCl₆的电子结构与热力学等基本物理特性和锂离子迁移机理。研究结果发现，Li₃InCl₆具有4.71 eV的宽带隙，低的弹性模量和高的Pugh比（2.09），优于同类卤化物Li₃YCl₆和Li₃YBr₆，表明其具有大的理论电化学窗口及杰出的机械特性。另外，通过对其缺陷类型的深入研究，发现缺陷既具有0.24 eV的低形成能，又具有0.26 eV的锂空位迁移势垒，表明是Li₃InCl₆材料的主导缺陷类型，并且锂空位是主导的载流子。这些结果为Li₃InCl₆材料的改善及应用提供了理论依据。

固态电解质是提升锂离子电池性能和安全性的关键材料，获取其结构化的合成信息对于相关研究至关重要。人工从文献中提取费时费力，基于规则的方法泛化性能差，机器学习的方法则需大量标记数据，都存在一定的局限性。本研究旨在利用大语言模型自动提取文献中的固态电解质合成信息。首先，训练段落分类模型，包括贝叶斯模型、BERT模型和3个不同的大语言模型，筛选出描述固态电解质合成过程的段落。然后，训练合成信息提取模型，为3个不同的大语言模型，从这些段落中提取合成信息。在段落分类任务中，Gemma模型的整体表现最好，F1分数超过0.9，LLaMA模型和BERT模型的表现次之，F1分数都超过0.85，贝叶斯模型的表现最差，F1分数低于0.85。在合成信息提取任务中，3个大语言模型的F1分数都超过了0.9。结果表明，大语言模型可以高效且准确地提取文献中锂离子电池固态电解质的合成信息，且小参数模型的性能与大参数模型相当。

锂电池电极颗粒在充放电过程中伴随着变形，当变形过大时，颗粒与颗粒之间会产生接触，甚至相互挤压，导致颗粒破碎，影响电池的电化学性能。传统固体接触问题的数值求解方法基于拉格朗日描述，需要复杂的接触检测算法来实现接触约束，对于具有复杂形貌的颗粒在发生大变形时的接触行为不能准确捕捉，导致对于颗粒间相互作用预估不准，甚至发生错误判断。为解决这些问题，基于相场法，在欧拉描述下，建立了考虑力-化学耦合的锂电池颗粒模型，实现了锂电池充放电过程中接触检测的简化和固体间的接触分析，并以线弹性的赫兹接触问题为例，展示该方法在接触计算中的精度。通过仿真模拟了电极颗粒锂化膨胀发生接触的过程，并探究了不同条件下不同形貌的电极颗粒在发生接触时的应力集中情况，获得了电极颗粒在相互挤压时容易发生力学损伤的部位。

对于锂离子电池正极材料中锂离子迁移问题，第一性原理计算得到的锂离子迁移能垒存在差异，且相应的机制尚未完全明确。为此，计算了不同超胞尺寸的层状LiCoO₂和LiNiO₂中锂离子的迁移能垒，发现在较小超胞尺寸下计算得到的迁移能垒相对较低。通过施加应力，发现即使在层间距保持一致的情况下，不同超胞尺寸下的锂离子迁移能垒依然表现出显著差异，这表明协同迁移效应能够降低锂离子迁移能垒。在尖晶石型正极材料中，也发现锂离子协同迁移效应对锂离子迁移的促进作用，但由于与锂离子近邻的过渡金属离子对协同迁移效应的屏蔽作用，协同迁移效应对迁移能垒的改变明显小于层状材料。锂离子的协同迁移效应研究为深入理解正极材料中锂离子迁移机制提供了理论依据。

基于簇阴离子的反钙钛矿超离子导体由于其在可充电电池固态电解质中的应用前景而引起了人们的兴趣。但是，对其安全性和稳定性至关重要的热力学性能关注甚少。采用第一性原理计算系统地研究了反钙钛矿型X₃OBH₄（X=Li, Na）材料的电子结构、相稳定性、电化学稳定性、界面兼容性、机械性能和离子输运性质。计算结果表明，X₃OBH₄（X=Li, Na）在0 K下是热力学亚稳态且宽带隙的电子绝缘体，其在高压下是不稳定的。然而，相应的分解产物XBH₄（X=Li, Na）具有宽的电化学稳定窗口，可以保护固态电解质。此外，X₃OBH₄（X=Li, Na）的低迁移势垒分别为0.34 eV和0.35 eV，室温离子电导率可达10^-4 S/cm。超卤素的旋转促进了锂/钠离子的运动，从而提高了其离子电导率。这些发现为进一步设计高性能固态电解质提供了理论指导。

锂金属高理论容量（3860 mA·h/g）和低还原电位（-3.04 V vs. SHE）的优势使其成为最理想的负极材料。然而，锂金属与电解质之间的界面副反应和枝晶生长导致电池性能快速衰退，阻碍锂金属电池在实际中的应用和推广。采用基于第一性原理计算的热力学相平衡方法对卤化物电解质与锂金属之间的界面副反应的反应能、界面产物以及由界面反应导致的体积变化进行分析。研究表明，卤化物电解质与锂金属之间的界面反应层为具有电子、Li⁺导通能力的混合导体，从而导致界面反应在全固态电池循环过程中持续发生。此外，电解质与锂金属的界面反应会引起体积收缩，导致锂金属与电解质之间发生界面分离，增大界面阻抗和加剧负极界面电场的集中分布，在Li沉积过程中诱发锂枝晶的成核和生长。根据界面反应特性，筛选可有效降低界面层电子电导和缓解界面分离的材料，有助于提升锂金属全固态电池（ASSBs）的性能。

水系电解液因其高安全性等优势，在电化学储能领域展现出广阔应用前景。研究表明，水系电解液在宽温域能够保持良好的电化学性能，但其微观作用机制尚未完全阐明。为此，采用分子动力学模拟方法，对双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）基水系电解液的微观结构与动力学行为进行系统研究。通过对比2种不同浓度电解液的温度依赖性发现，高浓度体系在极端温度下仍能维持稳定的微观溶剂化结构，展现出宽温域应用潜力。然而，低温下的盐析出和离子传输受限问题需通过引入共溶剂（盐）或添加剂等策略改善。本工作提出的基于分子动力学的分析方法，为电解液体系的微观机理研究提供了新的技术路径，具有重要参考价值。

基于分子自组装方法在金属锂负极界面构筑功能性人工界面层，可以定向调控固体电解质界面（SEI）性能，进而优化金属锂负极的稳定性和安全性。本工作结合密度泛函理论和从头算分子动力学模拟方法，系统研究了头部不同含氟量的自组装分子与金属锂表面相互作用和结构演化，并重点探讨了分子头部氟端基结构对界面有机-无机复合人工界面层性能的调控作用。研究发现，随着自组装分子覆盖度的增加，分子头部端基F与金属锂发生氟化反应并形成LiF，降低了体系形成能，使得高覆盖度下界面有机-无机复合人工界面层的稳定性和致密性得到提升。态密度等电子结构分析表明，氟化物的引入改善了金属锂的局域电子结构，促进了锂离子在界面上的嵌入和扩散，并限制了电子向有机分子层的传输。从头算分子动力学模拟揭示，头部含三氟的分子相比于含一氟的分子，动态演化形成的人工界面层更厚、更均匀、氟配位数更高、锂扩散系数更大，表现出更优的稳定性。静电势分析表明，三氟分子形成的人工界面层具有更低的电势，热力学上更有利于锂离子输运。因此，通过自组装分子头部含氟量的调控能有效促进金属锂负极界面SEI层的稳定性和优化锂离子输运性能，这为设计锂负极界面高性能人工界面层提供了很好的理论依据。

固态聚合物电解质的工程化应用面临室温离子电导率低、力学性能差的突出问题。本工作针对聚氧化乙烯-双氟磺酰亚胺锂（PEO-LiTFSI）体系系列电化学、力学实验，提出了不同温度和机械预变形下材料离子电导率和弹性模量的统一描述方法，并据此开展了含机械预变形处理聚合物电解质的全固态锂电池电化学、力学仿真模拟。结果表明，固态聚合物电解质存在显著的力学-电化学耦合特性。对固态聚合物电解质施加机械预变形，可显著提升材料的离子电导率、弹性模量和屈服强度，且预压缩更为有效，机械预变形下材料内部自由体积增加是其重要微观机制。同时，与未经机械预变形处理的工况相比，经10%~20%机械预压缩处理后的聚合物电解质，其在服役时电解质/电极界面附近的拉应力分布相对更均匀，可使得材料在更大的弹性范围工作，并在保障结构机械完整性的前提下显著提升聚合物基全固态锂电池可使用的倍率范围。

Li₆PS₅Cl是一种具有高离子导率的固态电解质，其中复杂的缺陷是实现对其性能进一步调控的关键。然而，传统理论计算方法无法兼顾量子力学精度和大尺度计算，难以有效研究Li₆PS₅Cl复杂的缺陷态。本工作使用固态电解质大原子模型，通过少量缺陷态数据微调模型，并加以蒸馏构建力场模型。该模型可在模拟上千原子规模的各种缺陷态时兼顾量子力学精度。研究发现，低温下LiCl缺陷的引入使有序Li₆PS₅Cl呈现出一定离子导率，但高温下LiCl缺陷会导致体系不稳定，部分PS₄四面体开始分解，从而限制Li离子的迁移。

固态锂电池因其高能量密度和安全性被视为传统锂离子电池的重要替代方案，而开发高离子电导率的固体电解质是实现其应用的关键。榍石型LiTaSiO₅是一种新型氧化物固体电解质，通过Ta⁵⁺位掺Zr⁴⁺可引入过量锂离子，促进协同输运，进而显著提升电导率。然而，其中的锂离子分布、协同输运与离子输运性能之间的关系仍需深入探究。本工作基于第一性原理分子动力学（AIMD）模拟，研究了Li_1+xTa_1-xZr_xSiO₅（x = 0，0.125）体系的离子输运性质。结果表明，LiTaSiO₅中的锂离子传输呈现各向异性，主要沿［101］方向的It2-Li1/It4-It7-It3-It7-Li1/It4-It2通道进行传输。Zr掺杂后，锂离子浓度增加，锂离子在高能位（It2/It3）的占据率增加，锂离子分布更无序，构型熵增大。这种锂离子分布促进了低能垒协同跳跃，使体系协同跳跃率增加，总激活能降低，同时扩散系数明显增大。本工作从原子尺度揭示了锂离子分布、协同输运以及离子输运性能之间的关联规律，为具有高离子电导率的固体电解质设计提供了理论依据。

电催化反应界面离子电子相互作用及局部电势电场环境复杂多变，恒电势模拟可以有效揭示界面反应过程。本文综述了固定电势法（FPM）在复杂界面电化学中的应用与进展，并阐述了FPM在探究电化学反应机理、预测材料性能、优化电化学系统设计等方面所展现出的独特优势。FPM通过精细调控反应体系的费米能级，使电极电位在模拟过程中保持恒定，显著提高了电化学反应过程的模拟精度。由于恒电势的引入，利用FPM成功揭示了电催化水分解的电势效应、锂离子电池中的活化极化在电极动力学过程中的核心作用，以及双电层中质子迁移的协同质子-电子转移机制。这些研究不仅加深了对电化学界面反应的理解，同时也为新型催化剂和电池材料的设计提供了理论指导。

为探究不同性质的气体对V-Mo-P/TiO₂催化剂催化活性的影响，采用浸渍-焙烧法制备了V-Mo-P/TiO₂催化剂，考察了空气、氮气和氢气3种焙烧氛围对脱硝活性的作用，并对3种气氛焙烧催化剂进行了表征。结果表明：在空气氛围中焙烧的催化剂通过提高V⁵⁺含量的占比，进一步增加活性组分聚合钒的含量，来提高其氧化还原能力；通过促进催化剂表面形成V⁵⁺-OH结构来提高B酸酸性位点数量，这两者均能提高催化剂表面对NH₃吸附并活化，使其再与催化剂表面形成桥式或双齿硝酸盐迅速反应生成N₂和H₂O，从而使其反应过程主要遵循L-H机理。其表面丰富的化学吸附氧O_α能加速NO氧化成NO₂的形成，从而促进快速选择性催化还原。这些因素使空气氛围下焙烧的V-Mo-P/TiO₂催化剂在低温段的NO脱除率优于氮气和氢气氛围下焙烧的催化剂。

高温聚合物电介质材料的研究对于电子电力设备的高热稳定性和小型化发展尤为重要，但大漏导电流极大限制了其规模化应用。以聚醚酰亚胺为基体，蒙脱石纳米片为填料，探讨了聚乙烯亚胺改性蒙脱石纳米片对聚醚酰亚胺复合电介质在高温强电场下储能性能的影响规律。结果表明，采用聚乙烯亚胺修饰蒙脱石能够显著提高蒙脱石与聚醚酰亚胺基体的相容性，使其能够均匀分散在有机相中；适量掺杂的蒙脱石纳米片能够有效抑制复合薄膜泄漏电流，降低电导损耗；在150 ℃和500 MV/m场强下，复合薄膜表现出最窄的充放电曲线，最大放电能量密度高达3.54 J/cm³，充放电效率保持在86.7%。该复合薄膜在高温介电聚合物应用领域具有良好的潜力。

甲醛是一种主要的室内污染物，严重危害人们的身体健康，如何高效去除甲醛越来越受到人们的重视。以杨木粉和壳聚糖为原料，溴化锂（LiBr）水溶液为溶剂，通过溶胶-凝胶法制备水凝胶，再经过冷冻干燥得到纤维素-壳聚糖复合气凝胶，并进行甲醛吸附测试。对气凝胶的化学组成、微观形貌、比表面积、孔体积和氨基含量等进行了研究。结果表明，经壳聚糖修饰的纤维素基气凝胶成功地引入了氨基，纤维素晶体出现了Ⅱ型晶体结构，并且产生了更为丰富的孔隙结构，比表面积和介孔体积分别提高59.43%和50.56%，实现了纤维素-壳聚糖复合气凝胶的制备。在吸附平衡时，复合气凝胶的最大甲醛吸附量为15.681 mg/g，是纤维素基气凝胶6.7倍。可见，纤维素-壳聚糖复合气凝胶能够有效去除空气中的甲醛。

碲镁镉（CdMgTe）晶体是一种理想的室温辐射探测新材料。为了提升晶体质量和探测器性能，采用Se气氛对CdMgTe晶体进行退火改性。退火后，Se以化学吸附的形式部分取代了Te，晶体中Mg和Se元素含量增加，禁带宽度最多增加了0.042 eV。随着退火时间的延长，Te夹杂相密度不变，红外透过率和显微硬度先减小后增大，电阻率逐渐降低。最佳退火条件为Se气氛下773 K退火120 h，此时晶体质量最好，红外透过率达63.6%。由该晶体制备的室温辐射平面探测器性能最佳，电子迁移率达344.47 cm²/（V·s），对能量为5.48 MeV的²⁴¹Am α粒子的能量分辨率和载流子迁移率寿命积（μτ）_e分别为17.2%和1.32×10^-4 cm²/V。

超宽禁带（UWBG）半导体材料具有高临界电场、耐高温、光电特性优异，因可在高功率器件、电力电子、光电子应用等领域发挥重要作用而备受关注。采用垂直梯度凝固（VGF）法成功生长出体积约10 cm³的高质量Sn⁴⁺掺杂ZnGa₂O₄单晶。通过X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱、霍尔测试和紫外-可见光谱对晶体结构、电学性能和光学性能进行了系统研究。XRD结果表明，Sn⁴⁺掺杂ZnGa₂O₄晶体为纯尖晶石相无杂质相，摇摆曲线半高宽（FWHM）仅为82″。所获得的不同Sn⁴⁺掺杂浓度的ZnGa₂O₄单晶的光学带隙分别为4.58 eV和4.56 eV，均在约275 nm处有明显的吸收截止边。霍尔测试的结果显示，随着Sn⁴⁺掺杂浓度的升高，晶体的电导率增加，最高载流子浓度可达3.32×10¹⁹ cm^-3，电子迁移率为30 cm²·V^-1·s^-1，电阻率为0.006 Ω·cm。载流子浓度明显高于之前研究的未掺杂的ZnGa₂O₄单晶。本工作为ZnGa₂O₄材料的掺杂改性提供了重要的理论和实验依据。锡掺杂到ZnGa₂O₄晶体中后，光电性能改善，有望在高功率器件和光电器件领域获得应用。

为了改进单金属硫化物循环性能较差，不满足大电流充放电的缺点，选用Fe、Co、Ni、Cu、Sn金属离子，通过共沉淀法和高温煅烧硫化成功制备了一种混合金属硫化物NiS/Cu₂（Fe, Co, Ni）SnS₄/碳纳米管复合材料。在充放电过程中，多重金属离子还原成金属单质，促进了离子和电子的传输，抑制了电池极化。Fe、Co、Ni、Cu、Sn金属可以作为活性催化中心以及导电位点增强电池稳定性和倍率性能。NiS和Cu₂（Fe, Co, Ni）SnS₄之间的异质界面形成了一个内置电场，促进了电化学反应动力学。此外，碳纳米管的引入作为材料间的桥梁，提供了电子传输路径，维持了材料的结构稳定性。对所制备的材料进行储钠性能研究，在5 A·g^-1的电流密度下循环1000圈后，放电比容量为626 mA·h·g^-1，并且在20 A·g^-1超大电流密度下循环8000圈之后，还具有399 mA·h·g^-1的放电比容量。NiS/Cu₂（Fe, Co, Ni）SnS₄/CNT混合金属硫化物负极在大电流密度下展现了优异的电化学性能，解决了金属硫化物导电性差的缺点，为混合金属硫化物负极材料的研究和改性提供了新的视角和思路。

与添加反应前驱体合成元素掺杂纳米材料不同，本工作以盐酸预处理泡沫镍上形成的氯化镍为镍源，采用水热法在酸化预处理泡沫镍上合成了原位Ni掺杂CoMoO₄电极材料。通过调节水热反应温度（120、150、180、200 ℃）改变Ni掺杂CoMoO₄电极材料的形貌，进而控制其电容性能。随着水热反应温度的提高，Ni掺杂CoMoO₄的形貌由薄纳米片变为厚纳米片，同时比表面积也逐渐增大，在反应温度180 ℃达到最大值。水热温度180 ℃时在电流密度5 mA·cm^-2下具有4680 mF·cm^-2的高比电容，120 ℃时在5 mA·cm^-2下比电容为1890 F·cm^-2，而未掺杂的CoMoO₄纳米材料在5 mA·cm^-2下的比电容仅为1690 mF·cm^-2。利用水热反应温度为180 ℃合成的Ni掺杂CoMoO₄与活性炭（AC）组装的非对称超级电容器（ASC），在10 000次循环后的电容保持率为95%。通过原位Ni掺杂和调节水热反应温度改变Ni掺杂CoMoO₄的生长方式和微观形貌，显著改善了CoMoO₄的电容性能。

铌酸银（AgNbO_3, AN）作为高性能无铅反铁电材料，在光电器件领域具有巨大潜力。本工作采用AgCl作助溶剂成功生长出高质量AN单晶，并以其［001］取向作为研究对象。结果表明：该取向单晶在200 kV/cm电场下储能密度（W_rec）达1.34 J/cm³，储能效率（η）为30%。尤为突出的是光电性能，该单晶耐受电压高达190 V，同偏压下，漏电流与电压线性对称，且随光功率增加而增大，展现了其在高电压、高功率光电应用的卓越性能，为其在光电器件领域的潜在应用提供参考。

不同温度和荷电状态对磷酸铁锂电池贮存性能有较大的影响。为了提供理论依据来改善电池的循环性能且延长使用寿命，研究了磷酸铁锂-石墨体系扣式电池在不同贮存温度（0、25、50 ℃）和荷电状态［50%、100%荷电状态（SOC）］下的贮存性能衰减机理。结果表明：高温和高SOC条件下贮存会导致电池容量衰减加剧。通过多种表征技术，揭示了贮存过程中正负极材料结构、形貌以及正极电解质界面相（CEI）和固体电解质界面相（SEI）的演变规律。结果显示：石墨负极表面无序程度增加；随着SOC和温度的增加，电解液分解加剧，CEI和SEI层中的LiF含量增加，其中温度对SEI/CEI的影响更为显著，负极侧SEI层中Li₂CO₃由于分解导致其相对含量降低。

作为潜力巨大的先进能源装置，固体氧化物燃料电池（SOFC）在近年来备受关注，发展迅速。为了提升SOFC综合性能，开展阳极微观结构的优化具有重要意义，其不仅探究了微观结构的作用机理，而且将指导高性能电极的制备。目前SOFC阳极微观结构的优化呈现多领域的状态，本文主要围绕Ni基金属陶瓷复合阳极，先整理观测重构和模拟制备的研究现状，再从仿真模拟和实验制备综述优化的进展，接着介绍新型仿真、新型制备的优化研究，最后完成总结和展望，旨在为未来SOFC阳极微观结构优化的方向提供指导。

室温钠硫（RT Na-S）电池能量密度高、成本低，是下一代大规模储能体系的有力候选者，但多硫化物的穿梭效应、反应动力学缓慢、金属钠枝晶的生长和电解液不稳定等问题严重阻碍了其实际应用。针对以上问题，研究人员提出了正极材料设计、负极界面改性和电解液优化等策略提升电池性能。近年来，关于室温钠硫电池电解液改性的研究众多，但不同改性策略的优化机理和电解液的设计原则有待系统总结。本文基于RT Na-S的工作原理和面临的挑战，从电解液设计角度出发，系统总结了不同电解液设计的研究成果和优化机理，包括溶剂分子、钠盐、功能性添加剂的选择、高浓度/局部高浓度电解液和阻燃电解液的设计等，最后从电解液调控的角度对RT Na-S的发展方向进行了展望。

平板式固体氧化物燃料电池（SOFC）具有功率密度高、制备工艺简单、电堆紧凑性高等优点，是目前的主流构型。平板式SOFC需经高温密封方能正常运行，密封技术直接影响电池的效率、寿命和安全性，是保障SOFC安全高效稳定运行的关键环节。密封材料是SOFC密封技术的核心，密封材料的性能直接影响电堆的密封特性，进而影响电堆的发电性能和运行稳定性。本文针对压密封和刚性密封两种不同密封方式，分别综述了韧性金属基材料、云母基材料、陶瓷基材料、玻璃和玻璃-陶瓷基材料以及金属钎焊材料等多种密封材料的研究现状，分析了密封失效的主要原因以及对应的改进措施，最后对平板式SOFC密封材料的发展趋势进行了展望。