P2型层状过渡金属氧化物(P2-Na_xTMO₂)因其优异的循环稳定性和倍率性能，成为钠离子电池正极材料的有力候选者。然而，其在高电压下的不可逆相变和固有低理论容量问题，阻碍了实际应用。本研究工作提出高熵策略与双相结构的协同设计来克服这些挑战。通过在P2相高熵基体中引入O3相，构建新型P2/O3双相高熵层状氧化物Na_0.70Ni_0.25Mn_0.35Co_0.15Fe_0.05Ti_0.20O₂ (简称Na_0.70NMCFT)。其中，高熵设计通过构型熵稳定效应有效抑制P2相的不可逆相变，而O3相则通过协同作用弥补容量不足并提升循环稳定性。此外，双相组分之间的相互作用进一步促进P2-O3与P2-P3相变的高度可逆性。Na_0.70NMCFT在1C倍率下的初始放电容量为102.08 mAh g⁻¹，200次循环后容量保持率达88.15%，表明具有优异的循环稳定性。更重要的是，即使在10C的高倍率下，Na_0.70NMCFT仍能提供85.67 mAh g⁻¹的初始放电比容量，并在1000次循环后容量保持率达70%。本工作证实双相高熵设计在提升钠离子电池正极性能中的关键作用，为开发先进钠离子电池正极材料提供了新思路。

Na₃V₂(PO₄)₃ (NVP)因其NASICON型框架结构可实现高效可逆的钠离子脱嵌，因此被认为是一种极具前景的钠离子电池正极材料。然而，其实际性能受限于高倍率下的缓慢电荷转移和循环稳定性不足。本研究采用简易浸渍法在NVP颗粒表面沉积Nb₂O₅，旨在提升材料的高倍率性能和长循环稳定性。结构与光谱分析(XRD、电子显微镜、拉曼光谱、XPS和X射线荧光光谱)证实包覆后NVP仍保持良好的结晶性，且Nb₂O₅均匀分布于颗粒表面而不影响钠离子的可逆脱嵌。电化学测试表明，与未包覆样品相比，Nb₂O₅包覆样品中Na⁺扩散系数显著提高，从而提升了高倍率性能和循环稳定性，其中3% Nb₂O₅包覆样品表现出最高的扩散系数和最优异的循环稳定性。循环伏安和阻抗测试结果表明，包覆样品的表面电容增强，从而促进了钠离子的快速存储。XPS结果显示Nb₂O₅可清除电解液中的痕量HF，避免了其对NVP电极结构的破坏。长循环测试验证了包覆电极结构的长期稳定性。这些结果表明，Nb₂O₅包覆是解决NVP电极本征缺陷的有效策略，为开发高性能钠离子电池提供了可行途径。

基于硫化物的全固态锂离子电池因其高能量密度和固有安全性而被视为下一代储能技术。然而，其对外部堆叠压力的高度依赖带来了显著挑战，限制了能量效率、结构灵活性及实际应用。本文重点探讨实现低压力操作的关键问题，并系统总结应对这些限制的策略，包括正负极改性、界面工程、电解质优化及操作参数调控。对于高镍层状正极，通过精确控制颗粒尺寸、组成梯度掺杂、孔结构设计以及界面涂层可缓解压力引起的机械降解。优化颗粒尺寸分布和电极-电解质界面化学有助于提升离子传输速率和界面稳定性，而兼具机械柔性与黏附性的先进高分子粘结剂可增强复合电极的机械韧性。在系统层面，通过温度调控、电化学窗口优化及等静压力控制等策略，可进一步增强材料层优化的效果。最后，本文提出跨尺度设计框架，将材料内在工程、动态界面稳定及系统级控制整合，以实现低压或常压下的稳定电池性能，推动全固态锂离子电池从实验研究向实际应用的转化。

钠离子电池(SIBs)凭借钠资源丰富、成本低廉及环境友好等优势，在大规模储能系统中展现出巨大应用潜力。正极材料的离子迁移与电子转移速率是决定电池倍率性能、循环寿命及容量保持率的关键因素，二者的协同提升对突破性能瓶颈至关重要。本文以钠离子电池三大主流正极材料——层状过渡金属氧化物(LTMOs)、聚阴离子化合物(PACs)和普鲁士蓝类似物(PBAs)为研究对象，系统梳理了不同材料体系中离子迁移通道与电子转移路径的结构基础，深入解析了二者的协同调控机制。结合最新研究成果，从元素优化、结构设计与复合改性三个维度，阐释了协同提升离子通道通畅性与电子通路连续性的具体路径与作用机理，提炼出高性能SIBs正极材料的普适性设计策略，为进一步开发兼具高容量、高倍率性能与稳定的SIBs正极材料提供了有益参考。

为满足日益增长的高能量锂离子电池(LIBs)需求，富镍正极已成为主流选择。这类电极通常需使用高极性N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶解聚合物粘结剂，形成流变稳定的浆料以确保电极内部强机械粘附。然而，NMP对环境与健康的潜在危害使其面临日益严格的监管限制，推动产业向更绿色、安全的浆料体系转型。本综述首先系统建立了绿色溶剂筛选与浆料性质评估的理论框架，涵盖溶剂-粘结剂相容性、溶解度理论、汉森溶解度参数、Flory-Huggins相互作用参数以及关键的流变学表征方法。在此基础上，重点回顾了近年来绿色溶剂体系的浆料制备进展，包括内酯类、亚砜类、磷酸酯类、酰胺类以及多种生物基替代溶剂，随后聚焦绿色浆料在涂布与干燥等加工环节中的行为特征，揭示其对电极微结构形成路径的深层影响，以及随之在机械内聚力、界面黏附性、容量保持与循环寿命等关键指标上的性能决定作用。通过分析粘结剂溶解性、分散稳定性、流变特性及干燥动力学对电极形貌、机械内聚力、容量保持率和循环稳定性的影响，指出当前绿色浆料体系仍面临粘结剂溶解不充分、干燥过程迁移、高固含量配方适应性有限等实际障碍，并提出基于热力学的溶剂筛选、流变学优化及干燥动力学控制等解决方案。最后，结合人工智能技术的最新发展，展望了数据驱动的溶解度预测、流变行为建模以及干燥过程仿真等前沿方向在构建绿色浆料体系中的潜在价值。本综述融合经典理论框架与智能化计算工具，旨在为下一代高能量密度锂离子电池的可持续制造提供新的思路与方向。

在可持续发展需求驱动下，开发后锂离子电化学储能体系已成为当前的研究焦点。可充电镁金属电池(RMBs)凭借金属镁负极资源丰度高、体积比容量大及无枝晶沉积的安全特性，展现出突出的下一代储能技术潜力。近年来镁兼容电解液的突破性进展有效破解了负极钝化和低库仑效率等难题，推动RMBs研究迈入新阶段。然而，二价镁离子的强极化效应与高电荷密度特征，使其与正极材料间产生强静电力作用，导致缓慢的固态扩散动力学，这成为制约RMBs能量密度与循环稳定性的核心瓶颈。本文系统梳理了RMBs无机正极材料的最新进展，重点针对聚阴离子化合物、氧化物、硫化物和硒化物四大类材料体系展开分析，探究了材料结构、电化学性能与镁离子存储机制之间的关联，既讨论了重大进展也分析了持续存在的问题，从聚阴离子化合物的循环寿命到氧化物的动力学障碍，再到硫属化合物的穿梭效应等等。在此基础上，总结了应对这些挑战的有效材料工程策略，包括缩短扩散路径的纳米结构设计、增强导电性的复合工程、促进离子传输的层间扩展、创造活性位点的缺陷调控、非晶化处理以及稳定晶体结构的元素掺杂等。针对特定材料局限性，合理整合上述策略对突破当前性能瓶颈至关重要。期望未来研究重点发展先进原位/工况表征技术，探索新型正极材料设计范式，并致力于电极-电解质体系的协同匹配。本综述旨在为设计高性能RMBs正极材料提供理论支持，推动可充电镁金属电池的技术进步与实际应用。

钾离子电池由于其资源丰富且电化学特性与锂离子电池相似等优点在近年受到广泛关注。正极材料的设计优化是提升钾离子电池综合性能的关键。其中，过渡金属氧化物正极凭借其高理论容量、适宜的工作电压窗口、可调控的晶体结构等性质成为研究热点。然而，K⁺的大离子半径和过渡金属的姜-泰勒畸变易引发晶格结构失稳，导致不可逆相变、过渡金属溶出等问题，限制了正极材料的循环寿命与能量密度的提升。本综述系统介绍了钾离子电池过渡金属氧化物正极材料的评估体系和合成方法，并重点评述了近年来过渡金属氧化物正极材料针对上述核心挑战的研究进展。同时，结合过渡金属氧化物正极材料研究中元素掺杂、表面包覆以及多尺度合成等设计策略及其作用机理，剖析当前研究的关键瓶颈并对未来发展方向进行展望，为促进钾离子电池在大规模储能系统中的应用和其他二次电池技术的发展提供借鉴参考。

金属掺杂是水系锌离子电池二氧化锰(MnO₂)正极的重要改性策略，其中参数的选择直接影响电化学性能。然而，掺杂元素类型、浓度以及合成条件与电化学性能之间的复杂相互关系，使得优化MnO₂正极以获得优异电化学性能仍然具有挑战性。为了高效研究金属掺杂MnO₂的性能，我们提出了一种基于文献数据的机器学习模型。在特征工程和模型选择后，我们发现极限梯度提升模型(XGB)在测试集上R²达到了0.921的高预测精度。在此之后，特征重要性分析进一步指导了一系列实验的设计，这些实验与密度泛函理论计算一致地验证了模型的准确性和可靠性。在从多个角度验证可行性后，我们进一步构建了基于该模型的在线性能预测平台，为后续研究人员提供了一个便捷的工具，帮助他们获得指导和启发。我们相信，这项工作为金属掺杂MnO₂在能源存储领域的研究提供了新的视角和框架。