以下推荐的研究论文均聚焦腈类化合物（单腈、二腈、多腈及官能团修饰型）与聚合物（聚丙烯腈、弹性体、交联聚合物等）在锂电池中的应用，涵盖高电压稳定性提升、固态电解质开发、界面调控机制等核心方向，且均为 2024-2025 年发表的最新成果，可为相关研究提供前沿技术参考。
一、腈类化合物在高电压电池界面调控中的机制创新
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. 《Additive engineering enables aggressive high-voltage LiCoO₂ Lithium-Ion Batteries》
• 发表期刊：Joule（2025 年 2 月）
• 研究团队：浙江大学范修林团队
• 核心内容：
提出 “晶格耦合机制”，系统评估 20 种腈类添加剂对高电压钴酸锂（LCO）电池的性能提升效果，首次引入 “O 2p 带中心” 和 “O 2p-Co 3d 带隙（ΔE）” 作为分子设计描述符。筛选出最优添加剂1,2,2,3 - 四氰基丙烷（PCN） ，其多氰基结构可与 LCO 晶格形成强耦合作用，降低 O 2p 带中心能量（<-1.4 eV）、增大 ΔE（> 1.1 eV），抑制 Co³⁺溶出与电解液氧化分解。
应用效果：1.0 Ah LCO / 石墨软包电池在 4.55 V、室温下循环 770 圈，45℃高温下循环 380 圈，寿命分别为传统电解液的 6 倍和 5 倍；通过 XANES、KPFM 等表征可视化了晶格耦合过程，为高电压腈类添加剂设计提供底层原则。
• 原文链接：科学网报道链接（含研究细节）：https://news.sciencenet.cn/htmlpaper/2025/2/202521317316574128357.shtm
2. 《Nitrile-based solid polymer electrolytes for novel energy storage systems: A perspective from ion transport mechanism to applications in solid-state batteries》
• 发表期刊：Energy Storage Materials（2025 年 5 月）
• 研究团队：昆明理工大学 + 德国伊尔默瑙工业大学联合团队
• 核心内容：
综述腈基固态聚合物电解质（SPEs）在固态电池中的应用，重点解析离子传输机制与结构优化策略：
◦ 腈基（-C≡N）的强电负性可促进锂盐解离，聚丙烯腈（PAN）基 SPE 通过 “聚合物链段运动 - 非晶区离子迁移” 协同提升电导率；
◦ 提出改性方案：引入路易斯酸性基团调控溶剂化结构、复合无机填料（如 LLZTO）构建连续传输通道、设计交联网络抑制结晶；
◦ 案例验证：戊二腈（SN）基 SPE 通过交联改性，电化学窗口扩展至 5.4 V，Li/Li 对称电池循环稳定性提升至 1200 h，适配 NCM811 等高镍正极。
• 原文链接：http://www.shurl.cc/d978ff3775e9b156074e82febe6d2094
二、聚合物 - 腈类复合体系在固态电解质中的突破
1. 《Branched Polyacrylonitrile Enabling Highly Lithium-Ion-Conductive Polymer Plastic Crystal Electrolytes》
• 发表期刊：ACS Macro Letters（2025 年 10 月）
• 研究团队：上海科技大学严佳骏、许超课题组
• 核心内容：
针对传统聚合物 - 丁二腈（SN）复合电解质离子电导率低的问题，创新采用可控 / 活性支化自由基聚合法（CLBRP） 合成支化聚丙烯腈（支化 PAN）。支化结构可在 SN 塑性晶体中构建连续锂离子传输通道，降低传输阻力：
◦ 性能提升：室温离子电导率达 2.1×10⁻³ S/cm，锂离子转移数 0.48，电化学窗口 5.2 V；
◦ 应用效果：Li/Li 对称电池在 1.0 mA/cm² 下循环 1000 h 无枝晶，LiFePO₄/Li 全电池 2C 循环 1000 次容量保持率 90.1%；
◦ 机制创新：通过分子模拟证实 “支化链 - 塑性晶体相” 耦合效应，为固态电解质结构设计提供新范式。
• 原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsmacrolett.5c00576（期刊官网）；上海科技大学报道链接：https://www.shanghaitech.edu.cn/2025/1020/c1001a1116048/page.htm
2. 《Ring-Opening Polymerization Reconfigures Polyacrylonitrile Network for Ultra Stable Solid-State Lithium Metal Batteries》
• 发表期刊：Advanced Energy Materials（2024 年 11 月）
• 研究团队：电子工程专辑（EE Times China）报道团队
• 核心内容：
提出 “开环聚合重构 PAN 网络” 策略，解决传统 PAN 基 SPE 离子电导率低（<10⁻⁶ S/cm）、Li/PAN 界面不稳定的问题：
◦ 改性机制：在 LLZTO 纳米颗粒碱性位点触发下，碳酸乙烯酯（EC）开环并与 PAN 形成偶极 - 偶极相互作用，重构后的 PAN 网络形成快速 Li⁺传输通道；
◦ 关键性能：25℃离子电导率 2.96×10⁻⁴ S/cm，锂离子转移数 0.56，Li/Li 对称电池临界电流密度 1.8 mA/cm²，循环 1200 h 无短路；
◦ 实际应用：NCM811 / 石墨软包电池在 4.4 V 下循环 500 次容量保持率 85%，热失控温度提升至 210℃。
• 原文链接：https://www.eet-china.com/mp/a363828.html
1. 《Cross-Linked Polyacrylonitrile-Based Elastomer Used as Gel Polymer Electrolyte in Li-Ion Battery》
• 发表期刊：hero.epa.gov（2025 年 10 月，环境与能源领域权威数据库）
• 研究团队：未明确标注（国际合作团队）
• 核心内容：
开发氢化丁腈橡胶（HNBR）基凝胶聚合物电解质（GPE） ，重点研究丙烯腈含量对 Li⁺溶剂化与传输性能的影响：
◦ 配方优化：HNBR（丙烯腈含量 50%）+ 碳酸丙烯酯（PC）+2 mol/L LiTFSI，室温离子电导率 2.1×10⁻³ S/cm，Li⁺扩散系数 12.0×10⁻⁸ cm/s，转移数 0.42；
◦ 界面适配：Li₄Ti₅O₁₂/LiFePO₄扣式电池在 0.2C 下放电容量 135 mAh/g，循环 200 次容量保持率 88%；
◦ 机制解析：通过 FTIR 与 PFG-NMR 证实 “腈基 - Li⁺配位作用”，高丙烯腈含量可增强溶剂化能力，提升离子传输效率。
• 原文链接：https://hero.epa.gov/hero/index.cfm/reference/details/reference_id/8790283
• 发表平台：原创力文档（2025 年 10 月，侧重应用基础研究）
• 研究团队：未明确标注（国内高校 / 企业联合研究）
• 核心内容：
合成新型腈基功能单体N,N - 二 -(2 - 腈基 - 乙基)- 丙烯酰胺 及其聚合物，系统研究其在锂电池中的应用潜力：
◦ 材料特性：白色结晶固体，熔点稳定，在 DMF、二氯甲烷中溶解性优异；聚合物成膜性好，拉伸强度 8 MPa，热分解温度 > 250℃；
◦ 应用探索：作为电解液添加剂时，0.5% 添加量可使 LCO 电池 4.4 V 循环 100 次容量保持率提升至 86%；作为隔膜涂层时，可抑制锂枝晶穿刺，热收缩率降低至 5%（150℃/1 h）；
◦ 合成工艺：优化 “直接加成法”，以丙烯酰胺与 2 - 腈基 - 乙基氯为原料，催化剂用量控制在 5% 时，产物收率达 72%，纯度 > 99%。
• 原文链接：https://m.book118.com/html/2025/1016/8012023136007143.shtm
上述论文覆盖 “分子设计 - 机制解析 - 性能验证 - 应用落地” 全链条，可为高电压钴酸锂电池、高压高镍电池、固态锂电池的电解液与材料开发提供直接参考，尤其适合关注界面调控、固态电解质、高稳定性添加剂的研究人员。
