碳点在先进电池电解质中的应用

doi:10.1016/j.actphy.2025.100170

摘要/Abstract

摘要：

锂离子电池等二次电池顺应可再生能源发展需求，在储能与日常生活中应用日益广泛。当前，电池在追求高比能与高安全性过程中受限于电解质本体及界面反应，因而调控电解质与界面是突破瓶颈、发展下一代电池的关键。作为一种新兴的纳米材料，碳点(CDs)丰富的表面官能团和可掺杂位点使其能够通过表面化学设计同时调控本体离子动力学和界面稳定性，在应对电解质关键难题方面展现出巨大潜力。本文系统综述了功能化碳点在锂/钠/锌离子电池电解质中的前沿应用，介绍了碳点的结构特性、分类及合成方法，总结了其在液态电解质添加剂、固态电解质填料及固态复合电解质界面调控等方面的多重角色，并重点剖析了碳点在调控离子沉积、构筑功能化界面层及优化电解质微环境的作用机制。最后，展望了碳点在电解质工程中面临的挑战和未来的发展方向，为高比能、高安全电池体系的设计提供新思路与理论支撑。

关键词: 二次电池, 碳点, 电解质, 离子动力学, 界面

Abstract:

In response to the growing demand for renewable energy, rechargeable batteries, such as lithium-ion batteries, are finding increasingly widespread applications in energy storage and daily life. Currently, the pursuit of batteries with high specific energy and enhanced safety is constrained by limitations in the electrolyte bulk and interfacial reactions. Consequently, modulating the electrolyte and its interphases is key to overcoming current bottlenecks and developing next-generation batteries. As an emerging nanomaterial, the rich surface functional groups and dopable sites of carbon dots (CDs) enable them to simultaneously regulate bulk ion dynamics and interface stability through surface chemistry design, showcasing immense potential in addressing the critical challenges in electrolytes. This review systematically summarizes the cutting-edge applications of CDs in electrolytes for lithium-ion, sodium-ion, and zinc-ion batteries. It introduces the structural characteristics, classification, and synthesis methods of CDs, and outlines their multifaceted roles as additives in liquid electrolytes, fillers in solid-state electrolytes, and interfacial regulators for solid composite electrolytes. A special focus is placed on elucidating the mechanisms of CDs in regulating ion deposition, constructing functionalized interfacial layers, and optimizing the electrolyte microenvironment. Finally, this review discusses the challenges and future outlook for CDs in electrolyte engineering, aiming to provide new perspectives and theoretical support for the design of battery systems with high specific energy and high safety.

Key words: Secondary Batteries, Carbon Dots, Electrolytes, Ion Kinetics, Interphase

张英豪, 刘华新, 丁涵睿, 郑智, 邓文韬, 邹国强, 徐来强, 侯红帅, 纪效波. 碳点在先进电池电解质中的应用[J]. 物理化学学报, 2026, 42(3), 100170. doi: 10.1016/j.actphy.2025.100170

Yinghao Zhang, Huaxin Liu, Hanrui Ding, Zhi Zheng, Wentao Deng, Guoqiang Zou, Laiqiang Xu, Hongshuai Hou, Xiaobo Ji. The application of carbon dots in electrolytes of advanced batteries[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2026, 42(3), 100170. doi: 10.1016/j.actphy.2025.100170

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.1016/j.actphy.2025.100170

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2026/V42/I3/100170

图/表 11

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

表1

图8

图9

表2

参考文献 108

1	T. Liang, A. Vecchi, K. Knobloch, A. Sciacovelli, K. Engelbrecht, Y. L. Li, Y. L. Ding. Renew. Sust. Energy Rev. 2022, 163, 112478. doi: 10.1016/j.rser.2022.112478
2	N. Nasajpour-Esfahani, H. Garmestani, M. Bagheritabar, D. J. Jasim, D. Toghraie, S. Dadkhah, H. Firoozeh. Renew. Sust. Energy Rev. 2024, 203, 114783. doi: 10.1016/j.rser.2024.114783
3	P. X. Bai, X. Ji, J. X. Zhang, W. R. Zhang, S. Hou, H. Su, M. J. Li, T. Deng, L. S. Cao, S. F. Liu, et al.. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202202731. doi: 10.1002/anie.202202731
4	X. Y. Zheng, L. Q. Huang, X. L. Ye, J. X. Zhang, F. Y. Min, W. Luo, Y. H. Huang. Chem 2021, 7, 2312. doi: 10.1016/j.chempr.2021.02.025
5	J. J. Xu, J. X. Zhang, T. P. Pollard, Q. D. Li, S. Tan, S. Y. Hou, H. L. Wan, F. Chen, H. X. He, E. Y. Hu, et al.. Nature 2023, 614, 694. doi: 10.1038/s41586-022-05627-8
6	X. Y. Wang, M. Chen, S. Y. Li, C. Zhao, W. D. Zhang, Z. Y. Shen, Y. He, G. Feng, Y. Y. Lu. ACS Cent. Sci. 2021, 7, 2029. doi: 10.1021/acscentsci.1c01014
7	S. Z. Zhao, H. Y. Che, S. L. Chen, H. X. Tao, J. P. Liao, X. Z. Liao, Z. F. Ma. Electrochem. Energy Rev. 2024, 7, 3. doi: 10.1007/s41918-023-00196-4
8	V. Georgakilas, J. A. Perman, J. Tucek, R. Zboril. Chem. Rev. 2015, 115, 4744. doi: 10.1021/cr500304f
9	R. T. Guo, L. Li, B. W. Wang, Y. G. Xiang, G. Q. Zou, Y. R. Zhu, H. S. Hou, X. B. Ji. Energy Storage Mater. 2021, 37, 8. doi: 10.1016/j.ensm.2021.01.020
10	Z. F. Ge, L. Q. Xu, Y. L. Xu, J. E. Wu, Z. L. Geng, X. T. Xiao, W. T. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Nano Energy 2024, 119, 109053. doi: 10.1016/j.nanoen.2023.109053
11	S. Li, Z. Luo, H. Y. Tu, H. Zhang, W. N. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Energy Storage Mater. 2021, 42, 679. doi: 10.1016/j.ensm.2021.08.008
12	H. Y. Tu, H. X. Liu, L. Q. Xu, Z. Luo, L. Li, Y. Tian, W. T. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Chem. Sci. 2023, 14, 12194. doi: 10.1039/d3sc04606k
13	L. Q. Xu, S. Li, H. Y. Tu, F. J. Zhu, H. X. Liu, W. T. Deng, J. B. Hu, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. ACS Nano 2023, 17, 22082. doi: 10.1021/acsnano.3c08935
14	L. Q. Xu, J. Y. Li, L. Li, Z. Luo, Y. E. Xiang, W. N. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Small 2021, 17, 2102978. doi: 10.1002/smll.202102978
15	F. J. Zhu, L. Q. Xu, X. Y. Hu, M. S. Yang, H. X. Liu, C. L. Gan, W. T. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202410016. doi: 10.1002/anie.202410016
16	S. Mandani, D. Dey, B. Sharma, T. K. Sarma. Carbon 2017, 119, 569. doi: 10.1016/j.carbon.2017.04.075
17	Y.-P. Sun, B. Zhou, Y. Lin, W. Wang, K. A. S. Fernando, P. Pathak, M. J. Meziani, B. A. Harruff, X. Wang, H. Wang, et al.. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7756. doi: 10.1021/ja062677d
18	X. Y. Xu, R. Ray, Y. L. Gu, H. J. Ploehn, L. Gearheart, K. Raker, W. A. Scrivens. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12736. doi: 10.1021/ja040082h
19	Y. Shi, H. Xu, T. Yuan, T. Meng, H. Wu, J. Chang, H. Wang, X. Song, Y. Li, X. Li, et al.. Aggregate 2022, 3, e108. doi: 10.1002/agt2.108
20	P. Fan, X. J. Zhang, H. H. Deng, X. H. Guan, Appl. Catal.. B 2021, 285, 119829. doi: 10.1016/j.apcatb.2020.119829
21	J. X. Qin, X. G. Yang, C. L. Shen, Y. Chang, Y. Deng, Z. F. Zhang, H. Liu, C. F. Lv, Y. Z. Li, C. Zhang, et al.. Nano Energy 2022, 101, 107549. doi: 10.1016/j.nanoen.2022.107549
22	W. Z. Song, X. X. Wang, S. L. Nong, M. R. Wang, S. M. Kang, F. Wang, L. Xu. Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2402761. doi: 10.1002/adfm.202402761
23	M. Shaker, S. Ng, A. A. S. Ghazvini, S. Javanmardi, M. A. Gaho, Z. Jin, Q. Ge. J. Energy Storage 2024, 85, 111040. doi: 10.1016/j.est.2024.111040
24	L. Ai, Y. S. Yang, B. Y. Wang, J. B. Chang, Z. Y. Tang, B. Yang, S. Y. Lu. Sci. Bull. 2021, 66, 839. doi: 10.1016/j.scib.2020.12.015
25	J. R. Li, X. J. Zhao, X. Gong. Small 2024, 20, 2400107. doi: 10.1002/smll.202400107
26	S. Li, L. Li, H. Y. Tu, H. Zhang, D. S. Silvester, C. E. Banks, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Mater. Today 2021, 51, 188. doi: 10.1016/j.mattod.2021.07.028
27	A. Pal, G. Natu, K. Ahmad, A. Chattopadhyay. J. Mater. Chem. A 2018, 6, 4111. doi: 10.1039/c7ta10224k
28	C. Ma, K. Dai, H. S. Hou, X. B. Ji, L. B. Chen, D. C. Ivey, W. F. Wei. Adv. Sci. 2018, 5, 1700996. doi: 10.1002/advs.201700996
29	V. Nguyen, J. H. Si, L. H. Yan, X. Hou. Carbon 2016, 108, 268. doi: 10.1016/j.carbon.2016.07.019
30	M. G. Yi, M. J. Jing, Y. C. Yang, Y. J. Huang, G. Q. Zou, T. J. Wu, H. S. Hou, X. B. Ji. Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2400001. doi: 10.1002/adfm.202400001
31	K. Vishweswariah, N. G. Ningappa, M. D. Bouguern, M. R. A. Kumar, M. B. Armand, K. Zaghib. Adv. Energy Mater. 2025, 2501883. doi: 10.1002/aenm.202501883
32	L. L. Chen, L. Zhu, H. L. Cheng, W. Y. Xu, G. J. Li, Y. Q. Zhang, J. J. Gu, L. Chen, Z. L. Xie, Z. H. Li, et al.. ACS Nano 2024, 18, 23154. doi: 10.1021/acsnano.4c05362
33	K. Wang, J. Q. Gao, H. X. Liu, W. S. Jian, J. N. Huang, X. Y. Hu, S. Y. Lai, Y. F. Li, G. Q. Zou, H. S. Hou, et al.. Small Struct. 2025, 6, 2400343. doi: 10.1002/sstr.202400343
34	H. Zhang, Z. Luo, W. T. Deng, J. G. Hu, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Chem. Eng. J. 2023, 461, 142105. doi: 10.1016/j.cej.2023.142105
35	F. L. Yuan, Y. K. Wang, G. Sharma, Y. T. Dong, X. P. Zheng, P. C. Li, A. Johnston, G. Bappi, J. Z. Fan, H. Kung, et al.. Nat. Photonics 2020, 14, 171. doi: 10.1038/s41566-019-0557-5
36	B. Y. Wang, S. Y. Lu. Matter 2022, 5, 110. doi: 10.1016/j.matt.2021.10.016
37	H. X. Liu, Y. Ye, F. J. Zhu, X. Zhong, D. Z. Luo, Y. Zhang, W. T. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202409044. doi: 10.1002/anie.202409044
38	X. J. Li, X. Li, L. Jiang, P. Zuo, Y. Zhao, S. M. Wang, X. Z. Chen, M. S. Liang, L. Ma. Carbon 2021, 185, 384. doi: 10.1016/j.carbon.2021.09.043
39	T. T. Long, Z. Y. Hu, Z. Y. Gao, H. M. Luo, H. C. Li, Y. Chen, L. Liu, D. Xu, Spectrochim. Acta. Part A 2023, 301, 122947. doi: 10.1016/j.saa.2023.122947
40	R. Q. Ye, C. S. Xiang, J. Lin, Z. W. Peng, K. W. Huang, Z. Yan, N. P. Cook, E. L. G. Samuel, C. C. Hwang, G. D. Ruan, et al.. Nat. Commun. 2013, 4, 2943. doi: 10.1038/ncomms3943
41	J. C. Kong, Y. H. Wei, F. Zhou, L. T. Shi, S. J. Zhao, M. Y. Wan, X. F. Zhang. Molecules 2024, 29, 2002. doi: 10.3390/molecules29092002
42	D. L. Sun, R. Y. Hong, J. Y. Liu, F. Wang, Y. F. Wang. Chem. Eng. J. 2016, 303, 217. doi: 10.1016/j.cej.2016.05.098
43	Q. L. Zhao, C. Y. Fan, H. Bu, J. Gao, L. L. Li, X. F. Yu, X. J. Yang, Z. M. Lu, X. H. Zhang. Chem. Eng. J. 2024, 500, 156704. doi: 10.1016/j.cej.2024.156704
44	Z. Han, L. K. Chen, G. R. Zheng, D. F. Zhang, K. Yang, G. Y. Xiao, H. Xu, Y. H. Li, X. F. An, Y. T. Ma, et al.. Adv. Mater. 2025, 37, 2416668. doi: 10.1002/adma.202416668
45	W. Zhao, Z. M. Lu, F. F. Song, J. B. Han, Q. Zhang, Y. Cong, A. Y. Lu, T. Gao, Colloids Surf.. A 2025, 712, 136459. doi: 10.1016/j.colsurfa.2025.136459
46	C. X. Wang, C. K. Qiao, F. J. Tian, R. X. Chen, L. L. Guo, T. Pang, J. Li, R. L. Pang, H. Z. Xie. Nanotechnology 2025, 36, 245701. doi: 10.1088/1361-6528/addaca
47	D. Langford, Y. Reva, Y. F. Bo, K. Gubanov, M. J. Wu, A. Günay-Gürer, L. A. Mai, R. W. Crisp, I. Engelmann, E. Spiecker, et al.. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202418626. doi: 10.1002/anie.202418626
48	B. Vercelli, E. De Micheli, R. Donnini, M. Losurdo, H. Lange, B. La Ferla, A. Pavan, M. Saibene, G. Capitani, F. Ghezzi, et al.. Small Struct. 2025, 6, 2400481. doi: 10.1002/sstr.202400481
49	H. Safardoust-Hojaghan, O. Amiri, M. Salavati-Niasari, M. Hassanpour, H. Khojasteh, L. K. Foong. J. Mol. Liq. 2020, 301, 112413. doi: 10.1016/j.molliq.2019.112413
50	C. Z. Xu, J. Z. Kang, Y. Q. Zhao, L. Zhu, J. T. Zhang, B. M. Wei, H. B. Wang. New J. Chem. 2023, 47, 3159. doi: 10.1039/d2nj04211h
51	J. T. Li, W. J. Fu, X. Y. Zhang, Q. J. Zhang, D. D. Ma, Y. T. Wang, W. H. Qian, D. Zhu. Carbon 2023, 208, 208. doi: 10.1016/j.carbon.2023.03.039
52	Z. H. Ma, Y. Han, X. Wang, G. W. Sun, Y. Li, Colloids Surf.. A 2022, 652, 129818. doi: 10.1016/j.colsurfa.2022.129818
53	H. X. Yu, X. Y. Zuo, X. Zhang, X. B. Wang, F. Zhou. Chem. Eng. J. 2025, 510, 161810. doi: 10.1016/j.cej.2025.161810
54	A. A. Tyutrin, R. Wang, E. F. Martynovich. J. Lumin. 2022, 246, 118806. doi: 10.1016/j.jlumin.2022.118806
55	H. S. Hou, C. E. Banks, M. J. Jing, Y. Zhang, X. B. Ji. Adv. Mater. 2015, 27, 7861. doi: 10.1002/adma.201503816
56	L. Li, Y. Li, Y. Ye, R. Guo, A. Wang, G. Zou, H. Hou, X. Ji. ACS Nano 2021, 15, 6872. doi: 10.1021/acsnano.0c10624
57	Y. Han, B. J. Tang, L. Wang, H. Bao, Y. H. Lu, C. T. Guan, L. Zhang, M. Y. Le, Z. Liu, M. H. Wu. ACS Nano 2020, 14, 14761. doi: 10.1021/acsnano.0c01899
58	Z. H. Yan, J. K. Li, S. Zhou, X. M. Yang. Carbon 2025, 241, 120394. doi: 10.1016/j.carbon.2025.120394
59	H. Z. Guo, Y. H. Lu, Z. D. Lei, H. Bao, M. W. Zhang, Z. M. Wang, C. T. Guan, B. J. Tang, Z. Liu, L. Wang. Nat. Commun. 2024, 15, 4843. doi: 10.1038/s41467-024-49172-6
60	S. Z. Wang, J. Y. Shi, Z. H. Liu, Y. Y. Xia. Adv. Energy Mater. 2024, 14, 2401526. doi: 10.1002/aenm.202401526
61	D. Lu, R. H. Li, M. M. Rahman, P. Y. Yu, L. Lv, S. Yang, Y. Q. Huang, C. C. Sun, S. Q. Zhang, H. K. Zhang, et al.. Nature 2024, 627, 101. doi: 10.1038/s41586-024-07045-4
62	K. L. Jungjohann, R. N. Gannon, S. Goriparti, S. J. Randolph, L. C. Merrill, D. C. Johnson, K. R. Zavadil, S. J. Harris, K. L. Harrison. ACS Energy Lett. 2021, 6, 2138. doi: 10.1021/acsenergylett.1c00509
63	S. Li, Z. Luo, L. Li, J. G. Hu, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Energy Storage Mater. 2020, 32, 306. doi: 10.1016/j.ensm.2020.07.008
64	C. Chen, J. M. Zhang, B. R. Hu, Q. W. Liang, X. H. Xiong. Nat. Commun. 2023, 14, 4018. doi: 10.1038/s41467-023-39636-6
65	Z. M. Hao, Y. Lu, G. J. Yang, Q. Zhao, Z. H. Yan, J. Chen. Adv. Mater. 2025, 37, 2415258. doi: 10.1002/adma.202415258
66	S. Sen, F. H. Richter. Adv. Sci. 2023, 10, 2303985. doi: 10.1002/advs.202303985
67	A. M. Haregewoin, A. S. Wotango, B. J. Hwang. Energy Environ. Sci. 2016, 9, 1955. doi: 10.1039/c6ee00123h
68	D. K. Hong, Y. Choi, J. Ryu, J. Mun, W. Choi, M. Park, Y. Lee, N. S. Choi, G. Lee, B. S. Kim, et al.. J. Mater. Chem. A 2019, 7, 20325. doi: 10.1039/c9ta06260b
69	H. Y. Tu, S. Li, Z. Luo, L. Q. Xu, H. Zhang, Y. E. Xiang, W. T. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Chem. Commun. 2022, 58, 6449. doi: 10.1039/d2cc01334g
70	W. X. Liu, T. Xie, X. W. Wang, W. T. Deng, L. Huang, R. Khan, Y. Wang, H. S. Hou, D. Wang, Y. P. Wu. Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2410843. doi: 10.1002/adfm.202410843
71	W. Y. Lu, Y. S. Liu, S. C. Cao, P. S. Yi, S. He, F. K. Zuo, L. L. Ma, M. X. Ye, J. F. Shen. Adv. Mater. 2025, 37, 2500873. doi: 10.1002/adma.202500873
72	J. Chen, J. W. Wu, X. D. Wang, A. A. Zhou, Z. L. Yang. Energy Storage Mater. 2021, 35, 70. doi: 10.1016/j.ensm.2020.11.017
73	F. Q. Liu, W. P. Wang, Y. X. Yin, S. F. Zhang, J. L. Shi, L. Wang, X. D. Zhang, Y. Zheng, J. J. Zhou, L. Li, et al.. Sci. Adv. 2018, 4, eaat5383. doi: 10.1126/sciadv.aat5383
74	X. A. Liu, L. D. Sun, F. Zhai, T. Wu, P. Wang, H. Y. Du, Y. B. Xu, X. L. Wang. Adv. Energy Mater. 2025, 15(26), 2405433. doi: 10.1002/aenm.202405433
75	Z. H. Huang, J. S. Wei, T. B. Song, J. W. Ni, F. Wang, H. M. Xiong. Smartmat 2022, 3, 323. doi: 10.1002/smm2.1121
76	J. Bae, Y. T. Li, J. Zhang, X. Y. Zhou, F. Zhao, Y. Shi, J. B. Goodenough, G. H. Yu. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 2096. doi: 10.1002/anie.201710841
77	C. Guo, K. Du, R. M. Tao, Y. Q. Guo, S. H. Yao, J. X. Wang, D. Y. Wang, J. Y. Liang, S. Y. Lu. Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2301111. doi: 10.1002/adfm.202301111
78	S. Y. Zhang, K. H. Gu, B. A. Lu, J. W. Han, J. Zhou. Acta Phys. Chim. Sin. 2024, 40, 2309028. doi: 10.3866/PKU.WHXB202309028
79	N. Hong, S. Zhang, J. Li, H. Wang, J. Huang, X. Hu, B. Zhang, F. Hua, J. Zeng, W. Jian, et al.. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202423479. doi: 10.1002/anie.202423479
80	Z. H. Cui, C. Liu, A. Manthiram. Adv. Mater. 2025, 2420463. doi: 10.1002/adma.202420463
81	Y. Zhao, L. V. Goncharova, A. Lushington, Q. Sun, H. Yadegari, B. Q. Wang, W. Xiao, R. Y. Li, X. L. Sun. Adv. Mater. 2017, 29, 1606663. doi: 10.1002/adma.201606663
82	X. Y. Liu, X. Y. Zheng, Y. M. Dai, B. Li, J. Y. Wen, T. Zhao, W. Luo. Adv. Mater. 2023, 35, 2304256. doi: 10.1002/adma.202304256
83	Y. R. Zhong, Q. W. Shi, C. Q. Zhu, Y. F. Zhang, M. Li, J. S. Francisco, H. L. Wang. J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 13929. doi: 10.1021/jacs.1c06794
84	H. Y. Tu, Y. H. Zhang, J. E. Wu, Y. J. Li, H. X. Liu, W. T. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2413488. doi: 10.1002/adfm.202413488
85	J. C. Zhu, Z. W. Tie, S. S. Bi, Z. Q. Niu. Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202403712. doi: 10.1002/anie.202403712
86	X. Zhang, J. P. Hu, N. Fu, W. B. Zhou, B. Liu, Q. Deng, X. W. Wu. Infomat 2022, 4, e12306. doi: 10.1002/inf2.12306
87	L. Jiang, Y. Q. Ding, L. Li, Y. Tang, P. Zhou, B. G. Lu, S. Y. Tian, J. Zhou. Nano-Micro Lett. 2025, 17, 202. doi: 10.1007/s40820-025-01709-0
88	H. Zhang, R. T. Guo, S. Li, C. Liu, H. Y. Li, G. Q. Zou, J. G. Hu, H. S. Hou, X. B. Ji. Nano Energy 2022, 92, 106752. doi: 10.1016/j.nanoen.2021.106752
89	J. E. Wu, C. Liu, H. Zhang, Z. F. Ge, H. Y. Tu, W. T. Deng, H. S. Hou, X. B. Ji. J. Phys. Chem. Lett. 2022, 13, 11883. doi: 10.1021/acs.jpclett.2c03502
90	S. Cai, G. Chang, J. G. Hu, J. E. Wu, Y. Q. Luo, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Chin. J. Chem. 2023, 41, 1697. doi: 10.1002/cjoc.202200799
91	Z. P. Shao, L. Lin, W. B. Zhuang, S. Z. Liu, P. Yang, K. P. Zhu, C. W. Li, G. D. Guo, W. H. Wang, Q. C. Zhang, et al.. Adv. Mater. 2024, 36, 2406093. doi: 10.1002/adma.202406093
92	M. Gopalakrishnan, M. T. Hlaing, T. Kulandaivel, W. Kao-ian, M. Etesami, W. R. Liu, M. T. Nguyen, T. Yonezawa, W. Limphirat, S. Kheawhom. J. Alloys Compd. 2025, 1013, 178521. doi: 10.1016/j.jallcom.2025.178521
93	F. Liu, S. H. Xu, W. B. Gong, K. T. Zhao, Z. M. Wang, J. Luo, C. S. Li, Y. Sun, P. Xue, C. L. Wang, et al.. ACS Nano 2023, 17, 18494. doi: 10.1021/acsnano.3c06245
94	N. Sarfraz, N. Kanwal, M. Ali, K. Ali, A. Hasnain, M. Ashraf, M. Ayaz, J. Ifthikar, S. Ali, A. Hendi, et al.. Energy Storage Mater. 2024, 71, 103619. doi: 10.1016/j.ensm.2024.103619
95	T. Li, Q. Zheng, J. T. Li, Z. Y. Zhao, W. B. Huang, B. Zhang, G. H. Zhao, T. L. Wu, D. L. Peng, Q. S. Xie, et al.. ACS Energy Lett. 2025, 10, 2228. doi: 10.1021/acsenergylett.5c00455
96	H. C. Sun, S. F. Kang, L. F. Cui. Chem. Eng. J. 2023, 454, 140375. doi: 10.1016/j.cej.2022.140375
97	R. Dubey, J. Sastre, C. Cancellieri, F. Okur, A. Forster, L. Pompizii, A. Priebe, Y. E. Romanyuk, L. P. H. Jeurgens, M. Kovalenko, et al.. Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2102086. doi: 10.1002/aenm.202102086
98	F. J. Zhu, H. X. Liu, B. C. Zhang, W. T. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Adv. Funct. Mater. 2025, 2507998. doi: 10.1002/adfm.202507998
99	G. S. MacGlashan, Y. G. Andreev, P. G. Bruce. Nature 1999, 398, 792. doi: 10.1038/19730
100	L. Q. Xu, J. Y. Li, Y. E. Xiang, Y. Tian, R. Momen, H. X. Liu, F. J. Zhu, H. Y. Tu, Z. Luo, S. S. Fang, et al.. Energy Storage Mater. 2022, 52, 655. doi: 10.1016/j.ensm.2022.08.034
101	Z. H. Chen, H. Jia, S. S. Yan, J. F. Gohy. Nano Energy 2023, 114, 108637. doi: 10.1016/j.nanoen.2023.108637
102	N. Wang, Y. T. Wei, S. Yu, W. C. Zhang, X. Y. Huang, B. B. Fan, H. Yuan, Y. Q. Tan. J. Mater. Sci. Technol. 2024, 183, 206. doi: 10.1016/j.jmst.2023.10.005
103	G. Homann, L. Stolz, K. Neuhaus, M. Winter, J. Kasnatscheew. Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2006289. doi: 10.1002/adfm.202006289
104	H. X. Liu, L. Q. Xu, H. Y. Tu, Z. Luo, F. J. Zhu, W. T. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Small 2023, 19, 2301275. doi: 10.1002/smll.202301275
105	H. X. Liu, L. Q. Xu, F. J. Zhu, D. Z. Luo, Y. Zhang, W. T. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Nano Energy 2024, 126, 109623. doi: 10.1016/j.nanoen.2024.109623
106	L. Q. Xu, H. Y. Tu, F. J. Zhu, Y. E. Xiang, Z. Luo, S. S. Fang, W. T. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Smartmat 2022, 3, 286. doi: 10.1002/smm2.1097
107	Y. F. He, L. Wang, A. P. Wang, B. Zhang, H. Pham, J. Park, X. M. He. Exploration 2024, 4, 20230114. doi: 10.1002/exp.20230114
108	H. X. Liu, F. J. Zhu, Y. H. Zhang, Y. M. Liu, Y. Zhang, W. T. Deng, G. Q. Zou, H. S. Hou, X. B. Ji. Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64(26), e202505230. doi: 10.1002/anie.202505230

Battery system	CD type	Concentration range	Optimal concentration	Current density (mA cm⁻²)	Cycle life (h)	Ref.
LIBs	N, S-CDs	0.1–0.8 mg mL⁻¹	0.3 mg mL⁻¹	1.0/3.0	1200/300	[11]
	U-CDs	0.01–5.0 mg mL⁻¹	0.5 mg mL⁻¹	1.0/2.5	250/200	[68]
	Bi-CDs	0.2–1.0 mg mL⁻¹	0.5 mg mL⁻¹	1.0	800	[69]
	CDs	0.25–2 wt%	0.5 wt%	1.0	1000	[74]
	CDs	10–40 wt%	30 wt%	0.5	1400	[75]
SIBs	Na-CDs	0.1–1.0 mg mL⁻¹	0.2 mg mL⁻¹	1.0	1200	[12]
	N, S-CDs	0.1–1.0 mg mL⁻¹	0.5 mg mL⁻¹	1.0	1200	[84]
ZIBs	GQDs	0.2–1.2 mg mL⁻¹	0.4 mg mL⁻¹	0.8/2.0	2200/1800	[88]
	N, S-CDs	0.1–0.4 mg mL⁻¹	0.2 mg mL⁻¹	1.0	2000	[89]
	CDs	0.2–0.8 mg mL⁻¹	0.5 mg mL⁻¹	1.0/5.0	4000/1000	[34]
	B-CDs	0.02–1.5 mg mL⁻¹	0.5 mg mL⁻¹	1.0	2500	[93]

Filler system	Optimal content (wt%)	Ionic conductivity (mS cm⁻¹)	t⁺	Current density (mA cm⁻²)	Cycle life (h)	Ref.
CQDs	5	0.139	0.48	–	–	[28]
N, S-CDs	3	0.210	0.51	0.5	1200	[14]
GQDs	1	0.078	0.530	0.1	1200	[104]
N, S, F-CDs	3	0.064 (30 ℃)	0.583	0.1	4000	[105]
Li-CDs	1	0.10	0.60	0.2	900	[106]
F-CDs	5	0.075	0.48	0.4	1000	[13]
SnS₂ + N, S-CDs	3	0.107	0.786	0.1	1300	[37]
LLZTO + N, S, F-CDs	20	0.196	0.85	0.1	1300	[108]

[1]	王颖, 杨明成, 尹铸, 王英齐, 成佳佳. 无过渡金属聚庚嗪酰亚胺促进的光催化Katritzky盐C–X键构建反应研究[J]. 物理化学学报, 2026, 42(7): 100212 - .
[2]	谭世豪, 崔彩云, 马树玮, 朱良森, 刘先国. 层状FeSiBCr引入纳米晶/非晶异质结构实现同步增强吸收、拓宽吸收带宽并降低匹配厚度[J]. 物理化学学报, 2026, 42(7): 100283 - .
[3]	刘东芳, 兰笛, 尹言泽, 孔俊儒, 孟彦宏, 刘艳, 仇亚茹, 夏国飞, 刘冬. 高性能电磁吸收与隔热用界面工程化Mo₂C MXenes[J]. 物理化学学报, 2026, 42(7): 100275 - .
[4]	王嘉浩, 蔡博, 孙博文, 侯志灵, 杨树豪, 杨青林, 赵培炎, 李文萍, 张宇, 王广胜. 分子偶极工程调控MXene/ZnO异质结构的介电性能[J]. 物理化学学报, 2026, 42(6): 100271 - .
[5]	梁博, 赵禹一健, 王思雨, 黄诗涵, 周方科, 张传坤, 王越, 果小明. 聚酰亚胺衍生多孔碳纳米片中的协同分子组装与阻抗匹配及其微波吸收性能研究[J]. 物理化学学报, 2026, 42(6): 100285 - .
[6]	徐庆文, 谢志刚, 郑敏. 基于枸杞衍生碳点构建pH响应性纳米疫苗用于增强肿瘤免疫治疗[J]. 物理化学学报, 2026, 42(6): 100203 - .
[7]	张亚娟, 黎晋良, 张希, 李悦, 孙鹏, 徐昊, 潘丽坤. 缓解硫化物基全固态电池对压力的依赖性：高镍正极的结构与界面调控策略[J]. 物理化学学报, 2026, 42(4): 100204 - .
[8]	历婷, 曾孝, 杨玉卓, 温新懿, 丁树荣, 石林林, 张永强, 卢思宇. 迈向实用的圆偏振发光：基于碳点的圆偏振激光器[J]. 物理化学学报, 2026, 42(4): 100191 - .
[9]	邱艳平, 张佳桐, 李林萍, 高旸钦, 李宁, 戈磊. MOF衍生的g-C₃N₄/ZnIn₂S₄ S型异质结：界面工程增强光催化NO转化[J]. 物理化学学报, 2026, 42(4): 100175 - .
[10]	刘宇, 李鹏飞, 刘翼泽, 孙再成. 碳点作为单一光催化剂的最新进展[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100167 - .
[11]	程子涵, 蒋凯, 蒋军, 王恒刚, 林恒伟. 通过共价固定调控单重态-三重态能隙实现碳点热刺激响应动态余辉[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100169 - .
[12]	邵仁义, 库拉姆·阿巴斯, 弗拉基米尔·尤里耶维奇·奥西波夫, 朱海梅, 李远, 乌萨马, 毕红. 源自绿萝叶提取物的红光碳点制备和生物成像应用[J]. 物理化学学报, 2026, 42(2): 100134 - .
[13]	邱江源, 于涛, 陈均鑫, 李文轩, 张晓萱, 李金生, 郭瑞, 黄在银, 刘宣文. FeOOH调节Bi₁₂O₁₇Cl₂@FeOOH异质结中Bi₁₂O₁₇Cl₂的表面势阱深度以增强压电电荷转移和压电自芬顿催化[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100157 - .
[14]	康春源, 李小瑜, 杨帆, 杨柏. 离子键交联碳化聚合物点用于可调谐和增强的室温磷光[J]. 物理化学学报, 2026, 42(1): 100156 - .
[15]	梁英, 邓羽恒, 余士律, 程家豪, 宋嘉伟, 姚俊, 杨亦辰, 张万雷, 周文靖, 张欣, 沈文剑, 梁桂杰, 李彬, 彭勇, 胡润, 李望南. 机器学习辅助减反膜结构设计与界面修饰协同优化的高效稳定钙钛矿太阳能电池[J]. 物理化学学报, 2025, 41(9): 100098 - .