（1）锂电池储能材料的衰减机制及其表面自愈合改性技术：LiGa液态合金辅助补锂实现单晶高镍正极表面再生及高压应用，主要包括基于电化学行为研究单晶在高压下的性能衰减规律，利用球差分辨的扫描透射电子显微镜以及原位同步辐射谱学和成像技术研究传统高镍单晶正极材料在高电压下的特殊元素分布和化学态，最后基于上述研究，针对性提出利用具有表面润湿的LiGa液态合金辅助补锂技术，并利用同步辐射荧光成像和模拟仿真对材料结构稳定性进行技术验证； （2）锂电池储能材料的界面衰减机制及表面-体相协同改性机制：TiNb基液态合金衍生表面-体相协同策略构筑高比能单晶正极，主要包括基于液态合金的渗透作用进行表面-体相协同正极制备并对其进行元素异质分布验证，在此基础上，研究液态合金辅助合成的表面-体相协同改性的单晶正极在硫化物全固态电池中的电化学行为，并于未改性的单晶正极进行对比，最后，对循环后的改性与未改性的正极材料进行相关物理表征，确定两者结构差异，结合理论计算，提出结构-性能构效关系，为未来高稳定性高比能单晶正极开发提供技术和理论指导； （3）高比能电极材料机械-化学衰减机制及原位生长策略：电极材料各向异性电化学-机械演化和基于液态合金的界面调控策略，主要包括高比能硫化铁电极的制备与其在固态电池体系中的性能研究，进而通过SEM、TEM、同步辐射成像元素和结构分析，解析高比能电极在固态电池中的失效因素，提出相应的电化学-机械演化机制，基于上述研究，针对性提出硫化铁电极制备新工艺，利用多孔电极技术，开发具有孔隙可调的硫化铁电极，实现电极在循环过程中体积的自我调制，降低体积变化带来的应力对电池的破坏，同时利用液态合金的润湿作用，制备新型高稳定性表面的固态电极，并研究液态合金界面层对电池的性能影响规律； （4）光辅助催化剂加速电极界面反应动力学：基于前期对液态合金作用机制的研究及启发，开发通过光电热协同作用触发环境聚合物基Li-O2电池，主要包括具有光电热协同作用的空气阴极的制备、聚合物电解质的制备、受液态合金功能启发开发的b-TiO2/CC光电电极的光电化学和光热性能研究、电池性能评估以及光电热协同辅助的放电和充电产物分析。基于前期液态合金作用机制研究和b-TiO2/CC研究，通过对比提出类液态合金材料设计原则，突破液态合金材料瓶颈，将液态合金概念（作用机制）引入其它材料； （5） 晶体结构工程调节电极离子-电子环境：晶体结构工程调节电极离子-电子环境，主要包括氧化钌材料的制备与性能研究、锂化氧化钌的制备与性能研究，针对上述两种材料进行结构与性能对比，提出晶态活性物质作用局限性机制。同时，基于液态合金的准流动性概念，利用液态合金的无序性，将晶态的锂化氧化钌进行非晶化处理，并进行性能验证，同时根据结构表征、产物分析、同步辐射研究寻找晶态-非晶态作用机制差异，提出调节电极离子-电子环境已改善电池性能的新方法与新机制；

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