Molecules：设计新型高稳定性全固态电池。

传统电池依赖电极的氧化还原反应存储能力，但材料兼容性和界面降解问题制约其长期稳定性。本研究采用无传统氧化还原活性电极方法，使用Inconel 625和铝构建无初始容量的全固态电池，探究其电化学机制与长期稳定性。研究人员通过实验合成了以Inconel 625和铝为电极，粉末为电解质的电池体系[1]。扫描开尔文探针（SKP）测试显示，Inconel 625与铝的化学势差为1.06 V，与实验实验测得的开路电压一致。随后在MedeA Environment中借助Builder Supercell及Random Substitution功能创建Inconel 625（Ni41Cr15Mo3FeAlSiNb）固溶体结构，采用MedeA VASP对不同晶面进行优化分析。理论计算发现：

1）Inconel 625中多个能带穿过费米能级，显示出高电子态密度，表明该材料具有金属性；

2）Inconel 625超胞呈弱铁磁性，不影响电化学惰性；

3）不同晶面功函数在4.9-5.1 eV范围内，（010）面功函数最小。换算为标准氢电极，预测开路电压约1.1-1.2V，与实验观察到的长期稳定放电平台高度吻合，说明电压由界面静电势差决定。

4）Inconel 625的表面化学势在长期循环后保持稳定，未发生明显重构或化学变化，与实验表征一致。

本研究通过独特的“无电极”设计，颠覆了传统电池依赖活性材料反应的认知，从物理本质上揭示了界面电势在电化学储能中的核心作用，同时验证了增材制造高温合金在固态电池领域的巨大潜力。

MATEC Web of Conferences：高通量筛选新型固态电解质。

随着新能源技术发展，固态锂离子电池（SSLIBs）因高安全性和能量密度备受关注。其中，石榴石型固态电解质（LLZO）具有高离子电导率，但其四方相（t-LLZO）在室温下电导率较低。本研究用高阶阳离子Ta5+在Zr4+位点掺杂来稳定四方相，同时创造锂空位改善离子电导率[2]。研究人员采用MedeA UNCLE通过团簇展开进行基态搜索，发现新结构，并进行蒙特卡洛模拟分析体系在特定温度下混合及相分离。

核心成果：

1）UNCLE模块展开揭示了28种混溶结构，所有结构形成焓均为负值，表明它们在热力学上是稳定的。

2）Ground-state line上有5个最稳定结构，分别为：Li5La3ZrTaO12（空间群P1）、Li5La3Zr0.5Ta1.5O12（空间群C2/c）、Li5La3Zr1.5Ta0.5O12（空间群P1）、Li5La3Zr1.75Ta0.125O12（空间群P1）、Li5La3Zr0.25Ta1.75O12（空间群P1）。

3）蒙特卡洛模拟显示，在特定Ta浓度下，体系没有发生相分离，呈均匀混合。能量差随Ta含量增加而减少，归因于Ta的高熔点强化键合强度，促进高温稳定性。

本研究通过通用集团展开高通量计算筛选了多种热力学稳定的Ta掺杂LLZO新相，并揭示了其在高温下的优异混合行为，为开发高性能固态锂离子电池电解质提供了重要的理论指导。

CSME-CFDSC-CSR 2025：氧化石墨烯对聚合物燃料电池热导率的影响。

聚合物电解质膜燃料电池（PEMFCs）因其高效、环境友好性备受关注。Nafion膜作为常用PEM材料，热导率较低易脱水，限制了其在高温和干燥条件下的应用。研究人员通过分子动力学MD模拟，探究氧化石墨烯（GO）增强材料对Nafion膜热导率的影响[3]。研究人员借助MedeA Amorphous Builder创建含20条聚合物链、200个水合离子的Nafion117模型（图1），之后添加0.8 wt% GO。随后采用MedeA LAMMPS结合Thermal Conductivity模块对体系进行热导率分析。研究发现：

1）随着水合度（λ）从3增加到9，Nafion膜热导率上升。主要原因：高水合度下形成水团簇网络，有利于热传递；λ=3时，水团簇分散且孤立。

2）在λ=3下，添加GO导致热导率从0.206降至0.1998W/m∙K ；GO加入Nafion膜后，GO竞争性吸附水分子，导致水团簇尺寸减小且连通性降低，削弱热传导路径，从而降低热导率。

3）纯Nafion中因高温显著降低随团簇连通性，热导率下降4.7%；添加GO之后热导率下降4.25%。

开发基于GO的PEMFCs时，必须优化GO的分散度、水合控制及功能化，以确保有效的散热和长期稳定运行。本研究为高温干燥条件下PEMFCs设计提供了重要理论依据和优化方向。

Advanced Functional Materials：超薄凝胶聚合物固态电解质用于提升锂电池性能和安全性。

传统锂离子电池的能量密度已接近理论极限，锂金属负极因高比容量、低电位成为理想候选材料。然而锂与液态电解液的副反应、锂枝晶生长及易燃性限制了其应用。本研究创新设计了一种用于高性能锂金属电池的超薄、坚固且具有优异界面稳定性的凝胶聚合物电解质（HCGPE-PE）[4]。研究人员通过实验将高浓度凝胶聚合物电解质（HCGPE）负载于仅1厚度的纳米纤维聚乙烯（PE）分离膜上；利用含氟聚合物网络与溶剂强相互作用，优化溶剂化结构，形成富含阴离子的固态电解质界面。随后对其进行实验表征测试性质，采用MedeA VASP和LAMMPS揭示含氟聚合物网络如何优化溶剂化结构，提升界面稳定性。

关键性能：

1）HCGPE-PE厚度仅1μm具有极高的机械强度和杨氏模量，显著由于商用聚丙烯（PP）膜。

2）在Li/Cu电池中，HCGPE-PE的库伦效率高达99.3%，锂沉积均匀致密；HCGPE-PE能在Li/Li对称电池，2.0 mA cm-2/1.0 mAh cm-2条件下稳定循环超过950小时。软包电池测试进一步证实该固态电解质具有高安全性。

3）MD模拟显示，DME溶剂分子主要分布在poly(TFEMA)附近，FSI−位于较远的位置（见图1）。RDF显示，随着poly(TFEMA)含量增加，其与DME之间的结合保持稳定；Li+和FSI−的结合强度增加。

4）DFT解析各组分电荷密度分布，TFEMA整体呈电中性，但其外层因极化呈局部负电；DME分子也具有显著的极化分布。这种电荷分布差异驱动了DME与poly(TFEMA)的静电吸引，从而削弱Li+−DME配位，强化离子管理。理论计算结果与FTIR和Raman光谱一致。

综上，本研究成功开发了一种超薄HCGPE-PE，解决了聚合物电解质厚度与机械强度之间的难题，并实现了锂电池在高电压、高负载条件下的长循环稳定性和高安全性。

Batteries & Supercaps：锂盐掺杂的离子共价有机框架（iCOFs）固态电解质离子传输性质。

商用液态电解质存在安全性风险和能量密度限制，离子共价有机框架（iCOFs）作为潜在的单粒子导电固态电解质受到广泛关注。本研究选取典型的 TpPa−SO3Li iCOF经阳离子交换（H+→Li+）后与LiTFSI混合制备复合电解质，实验结合MedeA LAMMPS及Diffusion系统研究不同LiTFSI掺杂比例下离子传输性质[5]。

1）随着LiTFSI:iCOF比例增加，Li+扩散系数上升；扩散被抑制，表明iCOF通道对体积较大的TFSI−具有空间限域效应，有效抑制阴离子移动。实验测试发现，当LiTFSI:iCOF比例为1:2时，室温电导率达到0.083 mS/cm，是纯iCOF的3倍，且锂离子迁移数高达0.93。

2）Li+的扩散能垒高于TFSI−，且Li+的扩散能垒随LiTFSI浓度变化不大，表明电导率提升主要源于熵变贡献，而非活化能决定。

3）随着LiTFSI:iCOF比例增加，Li+与SO3-配位数减少，而与TFSI−的配位增加；Li+与TFSI−相互作用增强，与SO3-减弱，进一步证明SO3-与TFSI−的竞争效应促进的解离和迁移。

4）随着LiTFSI:iCOF比例增加，体系整体构型熵增加，符合电导率上升趋势；键取向有序参数显示，Li+溶剂化结构的旋转自由度无序度增加，协同促进离子迁移。

综上所述，SO3-与TFSI−的竞争弱化了Li+结合，促进其迁移。这一发现为通过控制溶剂化结构设计高性能iCOF基固态电解质提供了理论依据。

Chemical Engineering Journal：缺陷工程和相稳定化提升氢化物固态电解质离子电导率。

氢化物电解质（LiBH4）具有优异的电化学稳定性，但其室温下晶体结构刚性大，导致电导率较低。本研究通过缺陷工程和相稳定策略提升LiBH4固态电解质的离子电导率[6]。研究人员通过实验合成了Li4(BH4)3I/2(d−BN)材料，通过XRD、XPS、NMR等表征显示，该材料比LiBH4导电性能明显提高；随后采用MedeA VASP结合CI-NEB对Li4(BH4)3I/2(d−BN)进行理论计算。碘和d-BN掺杂改变了材料的局部结构，为锂离子提供更宽松的迁移空间；同时导致带隙变窄，促进电子从价带到导带的跃迁，提高导电性。pCOHP证实Li-B/H相互作用被削弱，有利于锂离子脱附和迁移。迁移路径显示：Li4(BH4)3I/2(d−BN)中锂离子迁移能垒最低；锂离子在d-BN诱导的低能量路径上，从开始松散结合位置迁移到最终能量有利位置。综上，碘的掺杂与 d-BN 的缺陷协同作用，通过拉长 Li-H/B 键、降低键合强度、减少配位数以及降低迁移能垒，从根本上解决了LiBH4晶格刚性导致的离子迁移困难问题。这种协同策略为氢化物电解质设计提供了新的设计思路。

ACS Omega：掺杂和空位对固态电解质之POIPC的影响。

有机离子塑性晶体（OIPCs）因其高离子电导率、热稳定性和可塑性，成为固态电解质的候选材料。然而，由不同阴阳离子组成的不同晶型的OIPCs可能表现出不同的相行为及性质。本案例中，研究人员通过分子动力学模拟与实验相结合，系统研究了掺杂剂和空位对POIPC[DBUH]-[FSI]的结构、热力学和动力学性质的影响[7]。MedeA LAMMPS计算体系质心（COM）间径向分布函数（RDF）及分析体系氢键，发现：1）低温80 K下，RDF中有尖峰，表明体系是有序刚性晶体结构；高温下，RDF中峰型宽化，表现体系向无序液相转变。掺杂比例升高，长程有序消失，体系趋于非晶态。2）体系中最强氢键为N2-H1-O，键长也最短；随温度升高及LiFSI掺杂分数增加，氢键数目降低。3）密度随温度升高而降低，特别是熔点处骤降；掺杂比例增加会提高密度，而空位对密度影响较弱。MedeA LAMMPS结合Diffusion模块分析不同温度下各离子对扩散系数，同时计算体系活化能Ea。研究发现：[FSI]离子扩散最快，Li+次之，[DBUH]最慢；空位在低掺杂体系中显著增强离子迁移；Li+的Ea最高，掺杂或空位可降低Ea。本研究为高性能固态电解质设计提供新思路，强调协同控制掺杂、空位及氢键平衡导电性与稳定性。