低温非水系アルカリ金属イオンバッテリー用カーボンアノード

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a comprehensive overview of strategies to improve low‑temperature performance of carbon anodes, guiding future materials design.

🏢実務担当者:Offers insights into electrolyte optimization and anode structural design that can be applied to commercial battery development for cold‑climate applications.

🏛政策担当者:Highlights the technological readiness of advanced carbon anodes for low‑temperature energy storage, relevant for setting standards and incentives for battery deployment in cold regions.

抄録 アルカリ金属イオン電池（AMIBs）の電気化学性能は、低温環境下で著しく低下し、極限環境での応用を厳しく制限している。炭素アノードは、最も広く使用されているアノード材料として、氷点下条件において、反応速度論の遅延、界面不安定性、さらにはアルカリ金属析出の影響を特に受けやすい。本総説は、低温非水系AMIBs用炭素アノードにおける最近の進歩について包括的な概要を提供する。まず、低温がAMIBsに及ぼす影響を熱力学および速度論の観点から分析し、容量減衰、分極の増大、およびサイクリング安定性の低下の起源を明らかにする。続いて、グラファイト、ハードカーボン、ソフトカーボン、グラフェン、およびその他の新興炭素構造を含む炭素アノード材料を分類し、氷点下温度での電気化学的挙動と本質的な限界に関して評価する。続いて、低温性能を向上させるための効果的な戦略を要約する。これには、炭素材料の合理的な構造設計、電解質の最適化、およびイオン輸送と界面化学を調節するための人工界面相の構築が含まれる。最後に、主要な課題と有望な研究の方向性を概説し、先進的な炭素アノードの設計への洞察を提供し、厳しい寒冷環境におけるエネルギー貯蔵用途向けの高性能AMIBsの開発を促進する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

ABSTRACT The electrochemical performance of alkali metal‐ion batteries (AMIBs) deteriorates markedly at reduced temperatures, which severely limits their application in extreme environments. Carbon anodes, as the most widely used anode materials, are particularly susceptible to sluggish reaction kinetics, interfacial instabilities, and even alkali metal plating under subzero conditions. This review provides a comprehensive overview of recent progress in carbon anodes for low‐temperature nonaqueous AMIBs. First, the effects of low temperature on AMIBs are analyzed from thermodynamic and kinetic perspectives, and the origins of capacity decay, increased polarization, and poor cycling stability are clarified. Subsequently, carbon anode materials, including graphite, hard carbon, soft carbon, graphene, and other emerging carbon architectures are categorized and evaluated with respect to their electrochemical behavior and intrinsic limitations at subzero temperatures. Subsequently, effective strategies to improve low‐temperature performance are summarized, including rational structural design of carbon materials, electrolyte optimization, and the construction of artificial interphases to regulate ion transport and interfacial chemistry. Finally, key challenges and promising research directions are outlined to provide insights for the design of advanced carbon anodes and to promote the development of high‐performance AMIBs for energy‐storage applications in harsh and cold environments.

• openalex https://doi.org/10.1002/ece2.70111first seen 2026-07-23 05:15:04