Addressing the interface issues of all-solid-state lithium batteries by ultra-thin composite solid-state electrolyte combined with the integrated preparation technology

Xiaoxue Zhao, Chao Wang, Xiaomeng Fan, Yang Li, Dabing Li, Yanling Zhang, Li-Zhen Fan*

北京科技大學(xué)范麗珍（Li-Zhen Fan）教授團(tuán)隊，采用靜電紡絲與溶液鑄造相結(jié)合的技術(shù)路徑，開發(fā)出集成電極-電解質(zhì)的一體化連續(xù)制造工藝。通過優(yōu)化正極與電解質(zhì)間的界面結(jié)合，同時引入三維納米纖維增強的復(fù)合電解質(zhì)體系。該體系中，LLZO納米顆粒均勻分散于PAN納米纖維骨架中，構(gòu)建出連續(xù)的三維導(dǎo)鋰網(wǎng)絡(luò)，有效提升具有競爭機制的多相離子傳輸路徑，最終電池展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。

DOI: 10.1002/inf2.70012

Citation:InfoMat, 2025, 7(7), e70012

Recent breakthroughs in cathode of protonic ceramic fuel cells: Materials, functionalization, and future perspectives

HeeChan Kang, Ye Ji Park, Seung Yeob Baek, Jinwook Kim, Sejong Ahn, InSik Lim, Gaon Heo, WooChul Jung*, Jun Hyuk Kim*

氫能作為一種極具潛力的能源載體，在應(yīng)對全球可持續(xù)發(fā)展與實現(xiàn)碳中和目標(biāo)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過燃料電池實現(xiàn)氫能轉(zhuǎn)換，已成為這一目標(biāo)的核心技術(shù)。值得注意的是，質(zhì)子陶瓷燃料電池（PCFCs）憑借其在中低溫（300–750°C）范圍內(nèi)出色的能量轉(zhuǎn)換效率，對未來氫能生態(tài)系統(tǒng)具有發(fā)展?jié)摿ΑＶ档米⒁獾氖牵琍CFC技術(shù)的發(fā)展依賴于陰極材料的改進(jìn)，因為涉及氧氣的反應(yīng)往往表現(xiàn)出動力學(xué)遲緩的特性。

成均館大學(xué)Jun Hyuk Kim教授和首爾大學(xué)WooChul Jung教授合作，系統(tǒng)闡述質(zhì)子陶瓷燃料電池先進(jìn)陰極設(shè)計的當(dāng)前研究進(jìn)展，內(nèi)容涵蓋陰極材料的關(guān)鍵描述符、材料特性表征方法，以及提升電極性能的功能化技術(shù)等。最后，對未來研究方向進(jìn)行了展望。

DOI: 10.1002/inf2.70025

Citation:InfoMat, 2025, 7(7), e70025

Crystal boundary engineering-dominated high-performance chitosan-based triboelectric nanogenerator for self-powered breath-activated ammonia sensors

Fayang Wang, Pengfan Wu, Xin Chen, Endian Cui, Tao Liu, Xiaojing Mu*, Ya Yang*

重慶大學(xué)牟笑靜(Xiaojing Mu)教授、北京納米能源所楊亞(Ya Yang)研究員和重慶理工王發(fā)揚(Fayang Wang)提出了一種晶界工程調(diào)控的高性能殼聚糖基摩擦納米發(fā)電機（CS-TENG）。該研究通過結(jié)晶度優(yōu)化和晶粒尺寸細(xì)化的晶界工程策略構(gòu)建了新型殼聚糖氣凝膠俘能薄膜，CS-TENG的輸出電壓和功率密度可達(dá)3200 V 、116 W/m2，遠(yuǎn)高于之前的報道輸出。此外，基于殼聚糖氣凝膠的氣敏特性，設(shè)計了呼吸激活面罩集成的CS-TENG氨氣監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)可準(zhǔn)確檢測10-160 ppm范圍內(nèi)的氨濃度變化，從而實現(xiàn)對環(huán)境中氨的實時監(jiān)測。此研究成果創(chuàng)下了CS-TENG超高功率密度的記錄，推進(jìn)了TENG的實用化進(jìn)程。

DOI: 10.1002/inf2.12662

Citation:InfoMat, 2025, 7(7), e12662

Thin-film event-based vision sensors for enhanced multispectral perception beyond human vision

Kexin Li, Xiaoting Wang*, Yi Wu, Wenjie Deng, Jing Li, Jingjie Li, Yuehui Zhao, Zhijie Chen, Dezhen Yang, Songlin Yu, Yongzhe Zhang*

北京工業(yè)大學(xué)光電子技術(shù)教育部重點實驗室張永哲(Yongzhe Zhang)教授團(tuán)隊發(fā)表最新研究論文，提出了一種基于無機氧化物p-n結(jié)和熱釋光電子效應(yīng)（pyro-phototronic effect）的兩端薄膜事件視覺傳感器。這一創(chuàng)新設(shè)計突破了現(xiàn)有事件視覺傳感器在光譜響應(yīng)范圍上的限制，實現(xiàn)了從紫外（UV）到近紅外（NIR）的寬光譜感知，同時提升了探測靈敏度和動態(tài)范圍，為智能視覺感知技術(shù)的發(fā)展提供了新思路。

DOI: 10.1002/inf2.70007

Citation:InfoMat, 2025, 7(7), e70007

A flexible, channel-minimized and large-scale touch position sensor combining contact electrification effect and screen-printed stagger electrode patterns

Zhihao Hu, Yuanchao Ren, Xindan Hui, Lirong Tang, Jie Chen*, Hengyu Guo*

重慶大學(xué)郭恒宇（Hengyu Guo）教授團(tuán)隊與重慶師范大學(xué)陳杰（Jie Chen）副教授合作，結(jié)合接觸起電和絲網(wǎng)印刷工藝，開發(fā)了一種低成本的大型摩擦電式位置傳感器（LTTPS），LTTPS采用高阻抗電極的摩擦電式位置傳感器的位置檢測機制，即利用高阻抗電極分流摩擦電荷，最大限度地減少了傳感器通道的數(shù)量。LTTPS基于參差電極的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以用電阻率較低的材料制造出高阻抗的電極，這種設(shè)計不僅排除了電極均勻性對傳感器準(zhǔn)確度的影響，進(jìn)一步降低高阻抗電極的制作難度，還讓LTTPS具有可定制性，使其適應(yīng)各種實際場景中對位置傳感器的要求。本工作演示了基于LTTPS設(shè)計的自供能的具有圖書管理功能的智能書架墊、可卷曲可折疊的薄膜鍵盤和行走跟蹤地毯，展示了其在物聯(lián)網(wǎng)時代強大的應(yīng)用能力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

DOI: 10.1002/inf2.70014

Citation:InfoMat, 2025, 7(7), e70014

High quality large-scale nickel-rich layered oxides precursor co-precipitation via domain adaptation-based machine learning

Junyoung Seo, Taekyeong Kim, Kisung You, Youngmin Moon, Jina Bang, Waunsoo Kim, Il Jeon, Im Doo Jung*

高鎳層狀氧化物（LiNixCoyMnzO2，NCM）是高能量密度鋰離子電池最具潛力的正極材料之一，以相對較低的成本提供了高比容量與輸出電壓。然而，工業(yè)級共沉淀工藝面臨顯著挑戰(zhàn)，尤其在從實驗室組分放大時，需保持顆粒球形度、確保穩(wěn)定的濃度梯度并維持生產(chǎn)率。

蔚山科學(xué)技術(shù)院Im Doo Jung針對高鎳NCM（x?=?0.8381）規(guī)模化合成中的關(guān)鍵問題——鎳溶出（該問題會損害顆粒均勻性及電池性能）提出解決方案。通過優(yōu)化反應(yīng)工藝，并開發(fā)人工智能驅(qū)動的缺陷預(yù)測系統(tǒng)以提升前驅(qū)體穩(wěn)定性。基于設(shè)備磨損與環(huán)境變化的多領(lǐng)域自適應(yīng)機器學(xué)習(xí)模型，結(jié)合設(shè)備運行數(shù)據(jù)與工藝條件，實現(xiàn)了97.8%的缺陷檢測準(zhǔn)確率。通過該方法，成功將NCM前驅(qū)體產(chǎn)能放大至2噸以上，且1C倍率下循環(huán)500次后的容量保持率達(dá)83%。此外，該方法還實現(xiàn)了成分濃度梯度的形成與前驅(qū)體高球形度（0.951±0.0796）。本研究為NCM前驅(qū)體的穩(wěn)定規(guī)模化生產(chǎn)提供了新見解，兼顧了高產(chǎn)率與性能可靠性。

DOI: 10.1002/inf2.70031

Citation:InfoMat, 2025, 7(7), e70031

Highly durable and energy-efficient probabilistic bits based on h-BN/SnS2interface for integer factorization

Joon-Kyu Han, Jun-Young Park, Shania Rehman, Muhammad Farooq Khan, Moon-Seok Kim, Sungho Kim*

梨花女子大學(xué)Sungho Kim教授團(tuán)隊提出一種基于二維材料（h-BN/SnS?）的高耐用性概率比特（p-bit）器件。通過利用h-BN/SnS?界面處電子俘獲與脫俘過程的內(nèi)在隨機特性，該器件在10?次循環(huán)中實現(xiàn)了耐用的概率漲落且能耗極低。為降低靜態(tài)功耗，在p-bit器件中串聯(lián)集成了有源開關(guān)以替代傳統(tǒng)電阻器。此外，將脈沖寬度作為概率切換的控制變量顯著提升了器件的抗噪能力。通過演示該p-bit器件在實現(xiàn)可逆布爾邏輯門及后續(xù)整數(shù)分解中的實際應(yīng)用，凸顯其在解決復(fù)雜組合優(yōu)化問題中的潛力，并拓展了其在密碼學(xué)系統(tǒng)等實際場景中的應(yīng)用。

DOI: 10.1002/inf2.70018

Citation:InfoMat, 2025, 7(7), e70018

LAX phases: A family of novel stable layered materials, informatics-based discovery

Ehsan Alibagheri*, Mohammad Khazaei*, Mehdi Estili, Alireza Seyfi, Hiroshi Mizoguchi, Kaoru Ohno, Hideo Hosono, S. Mehdi Vaez Allaei*

德黑蘭大學(xué)S. Mehdi Vaez Allae教授團(tuán)隊提出一類新型正交與單斜晶系材料——LAX相，其在層狀結(jié)構(gòu)及A、X元素組成上與MAX相相似，但以銠（Rh）、釕（Ru）、鉑（Pt）、鈀（Pd）、鈷（Co）、鎳（Ni）等后過渡金屬取代了MAX相中的早期過渡金屬。通過結(jié)合材料晶體結(jié)構(gòu)預(yù)測的先進(jìn)技術(shù)、數(shù)據(jù)驅(qū)動的材料研究及機器學(xué)習(xí)算法，我們系統(tǒng)探究了含d區(qū)元素末族過渡金屬的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。分析發(fā)現(xiàn)，207種三元LAX體系表現(xiàn)出顯著的抗分解穩(wěn)定性，其中100種具備動力學(xué)穩(wěn)定性。對前10種結(jié)構(gòu)的深入考察顯示，5種LAX體系具有相穩(wěn)定性，且在楊氏模量、剛度與硬度等力學(xué)性能上優(yōu)于對應(yīng)MAX相。上述結(jié)果表明，許多LAX相結(jié)構(gòu)是未來合成的可行候選，凸顯了基于啟發(fā)式的結(jié)構(gòu)搜索在材料發(fā)現(xiàn)中的潛力。

DOI: 10.1002/inf2.12664

Citation:InfoMat, 2025, 7(7), e12664