AFM综述：迈向实用的高能量密度锂气体软包电池

本文聚焦于实现高能量密度锂气体软包电池的实用化策略。背景方面，锂离子电池能量密度已近极限（<400 Wh/kg），而锂氧（Li-O₂）和锂二氧化碳（Li-CO₂）电池因其极高的理论能量密度（分别达3458和1876 Wh/kg）而备受关注。研究目的在于系统回顾从实验室纽扣电池向实用软包电池过渡中的关键挑战与最新进展。文章从阴极材料、气体扩散层、电解质、封装材料、电池结构设计、重量分布优化及失效分析等七个核心方面展开综述。结论指出，实现高能量密度锂气体软包电池需兼顾工艺可扩展性、安全性及循环寿命。具体策略包括：开发均匀分散催化剂的厘米级阴极、采用选择性气体扩散膜防潮、使用高安全性电解质（如离子液体、固态电解质）、优化组件重量分布（尤其减少占重近70%的电解质量）以及深化失效分析以指导设计。文章展望了先进表征技术、机器学习辅助材料优化及多物理场耦合仿真等未来方向，旨在推动该类电池在便携电子、电动汽车乃至火星探索中的应用。