Electrolyte Design Strategies for High-Energy-Density Li/Na/K-Metal Batteries Toward Grid-Scale Energy Storage: From Liquid to Solid

Abstract

The growing demand for grid-scale battery energy storage systems (BESSs) has prompted researchers to turn their attention to alkali metal anodes (particularly lithium, sodium, and potassium), which feature higher capacity and lower potential. As a new system, the design of electrolytes has become a focus of research. However, most studies on alkali metal batteries remain confined to systems with thin cathodes and excess alkali metals, making them difficult to translate into practical applications. This review outlines the current requirements and challenges for grid-scale battery energy storage systems. By clarifying the definitions of the N/P ratios and the relationship between full/half cells, it focuses on the loading of the cathode and the amount of electrolyte. In addition, this review systematically compiles the latest research advances and design strategies in electrolyte technology (ranging from liquid to solid states). By comparing liquid and solid electrolytes, it clarifies the required properties and characteristics of liquid–solid electrolytes in practical battery systems. Finally, it highlights critical challenges and potential future research directions in the field, aiming to facilitate the practical application of Li/Na/K-metal batteries in next-generation grid-scale energy storage systems.

Keywords

alkali metal batteries / electrolyte design strategies / grid-scale energy storage systems / practical applications

References

[1] W. Chen, G. Li, A. Pei, Y. Li, L. Liao, H. Wang, J. Wan, Z. Liang, G. Chen, H. Zhang, J. Wang, Y. Cui, Nat. Energy 2018, 3, 428.

[2] S. Liu, R. Zhang, C. Wang, J. Mao, D. Chao, C. Zhang, S. Zhang, Z. Guo, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202400045.

[3] Z. X. Zhu, T. L. Jiang, M. Ali, Y. H. Meng, Y. Jin, Y. Cui, W. Chen, Chem. Rev. 2022, 122, 16610.

[4] M. Cui, H. Zhao, Y. Qin, S. Zhang, R. Zhao, M. Zhang, W. Yu, G. Gao, X. Hu, Y. Su, K. Xi, S. Ding, Energy Environ. Mater. 2024, 7, e12659.

[5] J. Sang, B. Tang, Y. Qiu, Y. Fang, K. Pan, Z. Zhou, Energy Environ. Mater. 2024, 7, e12670.

[6] H. Yin, Y. Cao, Y. Wang, B. Xiao, W. Wang, Z. Hou, N. Lashari, J. Cunha, C. Yang, Z. Yu, Energy Environ. Mater. 2025, 8, e70077.

[7] Z. Qiu, S. Shen, P. Liu, C. Li, Y. Zhong, H. Su, X. Xu, Y. Zhang, F. Cao, A. Noori, M. F. F. Mousavi, M. Chen, X. He, X. Xia, Y. Xia, W. Zhang, J. Tu, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2214987.

[8] Z. Ye, J. Li, Z. Li, J. Mater. Chem. A 2023, 11, 15576.

[9] V. Viswanathan, A. H. Epstein, Y.-M. Chiang, E. Takeuchi, M. Bradley, J. Langford, M. Winter, Nature 2022, 601, 519.

[10] Y. Yu, S. Xu, Y. Yang, Y. Yao, G. Ali, Z. Tao, X. Rui, Y. Yu, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2401914.

[11] S. X. Xia, C. W. Yang, Z. Y. Jiang, W. X. Fan, T. Yuan, Y. P. Pang, H. Sun, T. Q. Chen, X. Li, S. Y. Zheng, Adv. Compos. Hybrid Mater. 2023, 6, 198.

[12] W. Zhang, J. Lu, Z. Guo, Mater. Today 2021, 50, 400.

[13] Z. Jiang, J. Mo, C. Li, H.-W. Li, Q. Zhang, Z. Zeng, J. Xie, Y. Li, Energy Environ. Mater. 2023, 6, e12440.

[14] H. Zhang, Y. Wang, J. Huang, W. Li, X. Zeng, A. Jia, H. Peng, X. Zhang, W. Yang, Energy Environ. Mater. 2024, 7, e12514.

[15] X. E. Wang, C. Zhang, M. Sawczyk, Q. H. Yuan, F. F. Chen, T. C. Mendes, P. C. Howlett, C. K. Fu, P. Kral, C. J. Hawker, A. Whittaker, M. Forsyth, J. Sun, Y. Q. Wang, X. Tan, D. J. Searles, Nat. Mater. 2022, 21, 1057.

[16] Y. Tong, W. Shi, Q. Zhang, Z. Zou, W. Xie, J. Huang, S. Xie, Chin. Chem. Lett. 2025,

[17] C. Li, T. Zhang, Z. Qiu, B. Ye, X. Liang, X. Liu, M. Chen, X. Xia, C. Wang, W. Wan, Y. Zhang, Carbon Energy 2025, 7, e641.

[18] R. Fang, K. Chen, Z. Sun, D.-W. Wang, F. Li, Small Methods 2025, 9, 2402082.

[19] L. Wang, J. Zhu, N. Li, Z. Zhang, S. Zhang, Y. Chen, J. Zhang, Y. Yang, L. Tan, X. Niu, X. Wang, X. Ji, Y. Zhu, Energy Environ. Sci. 2024, 17, 3470.

[20] N. Yao, X. Chen, Z.-H. Fu, Q. Zhang, Chem. Rev. 2022, 122, 10970.

[21] L. Sun, N. Chen, Y. Li, J. Tian, B. Yang, Z. Chen, N. Chen, F. Wu, Y. Li, R. Chen, Energy Storage Mater. 2025, 78, 104264.

[22] Q. Zhu, D. Yu, J. Chen, L. Cheng, M. Tang, Y. Wang, Y. Li, J. Yang, H. Wang, Joule 2024, 8, 482.

[23] X. Li, F. Luo, M. Yu, R. Liu, S. Zhao, S. Fang, Energy Storage Mater. 2025, 75, 10448.

[24] C. Zuo, D. Dong, H. Wang, Y. Sun, Y.-C. Lu, Energy Environ. Sci. 2024, 17, 791.

[25] Y. Xia, W. Hou, P. Zhou, Y. Ou, G. Cheng, C. Guo, F. Liu, W. Zhang, S. Yan, Y. Lu, Y. Zeng, K. Liu, Nano Lett. 2024, 24, 12791.

[26] Z. Hao, X. Liu, Y. Li, J. Liu, H. Li, L. Wang, G. Yang, J. Ma, Adv. Energy Mater. 2025, 15, 2502242.

[27] Z. Yang, J. Pan, H. Wu, K. Shi, Z. Chen, J. Li, W. Huang, T. Yang, Y. Hong, R. Zhang, Z. Lu, J. Li, Q. Liu, Nano Energy 2025, 141, 111083.

[28] C. Xu, L. Chen, X. Zhou, Z. Liu, J. Phys. Chem. C 2024, 128, 7884.

[29] L. Chen, Q. Zhang, C. Song, Y. Jiang, X. Sheng, H. Pan, L. Yang, S. Wu, L. Zeng, D. Sun, C. Wang, T. Wang, Y. Li, T. Zhao, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202422791.

[30] J. He, A. Bhargav, L. Su, J. Lamb, J. Okasinski, W. Shin, A. Manthiram, Nat. Energy 2024, 9, 446.

[31] Z. Yuan, J. Liao, L. Song, A. Chen, J. Su, J. Wang, X. Zhou, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202415923.

[32] T. Chen, J. You, R. Li, H. Li, Y. Wang, C. Wu, Y. Sun, L. Yang, Z. Ye, B. Zhong, Z. Wu, X. Guo, Adv. Sci. 2022, 9, 2203216.

[33] G. Wang, Q. Ma, T. Zhang, Y. Deng, G. Zhang, Nano Energy 2025, 140, 111064.

[34] Y. Zou, B. Zhang, H. Luo, X. Yu, M. Yang, Q. Zheng, J. Wang, C. Jiao, Y. Chen, H. Zhang, J. Xue, X. Kuai, H.-G. Liao, C. Ouyang, Z. Ning, Y. Qiao, S.-G. Sun, Adv. Mater. 2024, 36, 2410261.

[35] L. Dong, D. Luo, B. Zhang, Y. Li, T. Yang, Z. Lei, X. Zhang, Y. Liu, C. Yang, Z. Chen, ACS Nano 2024, 18, 18729.

[36] Z. Wang, L. Shen, Y. Ma, H. M. Law, S. Xu, Y. Bi, M. J. Robson, Y. Wang, A. Groeschel, Q. Chen, F. Ciucci, Adv. Mater. 2025, 37, 2419335.

[37] P. Li, J. Hao, S. He, Z. Chang, X. Li, R. Wang, W. Ma, J. Wang, Y. Lu, H. Li, L. Zhang, W. Zhou, Nat. Commun. 2025, 16, 3727.

[38] R.-H. Wang, Y.-Z. Zhang, W. Wang, J.-H. Ni, W. Hu, L. Yue, W.-Q. Zhang, G. Pei, S. Yang, L.-F. Chen, Adv. Mater. 2025, 37, 111064.

[39] C. Zhang, Z. Lu, M. Song, Y. Zhang, C. Jing, L. Chen, X. Ji, W. Wei, Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2203870.

[40] H. Wang, J. Yang, X. Xu, J. Geng, X. Lin, H. Xu, Y. Huang, Adv. Mater. 2025, 37, e04625.

[41] Y. Ren, S. Chen, M. Odziomek, J. Guo, P. Xu, H. Xie, Z. Tian, M. Antonietti, T. Liu, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202422169.

[42] W. Li, M. Li, S. Wang, P.-H. Chien, J. Luo, J. Fu, X. Lin, G. King, R. Feng, J. Wang, J. Zhou, R. Li, J. Liu, Y. Mo, T.-K. Sham, X. Sun, Nat. Nanotechnol. 2025, 20, 265.

[43] W. Zhang, Z. Wang, H. Wan, A.-M. Li, Y. Liu, S.-C. Liou, K. Zhang, Y. Ren, C. Jayawardana, B. L. Lucht, C. Wang, Nat. Mater. 2025, 24, 414.

[44] W. Lyu, X. Yu, Y. Lv, A. M. Rao, J. Zhou, B. Lu, Adv. Mater. 2024, 36, 2305795.

[45] B. Liu, J.-G. Zhang, W. Xu, Joule 2018, 2, 833.

[46] M. Hadouchi, J. Hou, T. Koketsu, A. Lahmar, J. Ma, Nano Res. 2024, 17, 1427.

[47] X. Wei, Y. Yi, X. Yuan, Y. Liu, Q. Wan, G. Gou, Y. Zhang, G. Zhou, Y. Song, Energy Environ. Sci. 2024, 17, 2959.

[48] X. Wang, J. Lu, Y. Wu, W. Zheng, H. Zhang, T. Bai, H. Liu, D. Li, L. Ci, Adv. Mater. 2024, 36, 2311256.

[49] T. Wang, X. He, M. Zhou, J. Ning, S. Cao, M. Chen, H. Li, W. Wang, K. Wang, K. Jiang, Adv. Mater. 2024, 36, 2401943.

[50] Y. C. Wang, S. H. Chung, Small 2024, 20, 2406579.

[51] D. Lee, S. Sun, J. Kwon, H. Park, M. Jang, E. Park, B. Son, Y. Jung, T. Song, U. Paik, Adv. Mater. 2020, 32, 1905573.

[52] J.-H. Kim, N.-Y. Kim, Z. Ju, Y.-K. Hong, K.-D. Kang, J.-H. Pang, S.-J. Lee, S.-S. Chae, M.-S. Park, J.-Y. Kim, G. Yu, S.-Y. Lee, Nat. Energy 2025, 10, 295.

[53] M. Khan, L. Qian, Z. Lin, Y. Wang, H. Lin, X. Wang, S. Han, J. Zhu, Energy Storage Mater. 2025, 82, 104617.

[54] J.-H. Kim, J.-M. Kim, S.-K. Cho, N.-Y. Kim, S.-Y. Lee, Nat. Commun. 2022, 13, 2541.

[55] H. Wang, J. Wang, W. Li, J. Hu, J. Dong, D. Zhai, F. Kang, Adv. Mater. 2024, 36, 2409062.

[56] H. Chen, Y. Yang, D. T. Boyle, Y. K. Jeong, R. Xu, L. S. de Vasconcelos, Z. Huang, H. Wang, H. Wang, W. Huang, H. Li, J. Wang, H. Gu, R. Matsumoto, K. Motohashi, Y. Nakayama, K. Zhao, Y. Cui, Nat. Energy 2021, 6, 790.

[57] L. Xia, L. Lin, J. Li, Y. Zhang, H. Zheng, X. Chang, J. Liang, B. Sa, L. Wang, J. Lin, D.-L. Peng, K. Amine, Q. Xie, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202423090.

[58] L. Liang, M. Tang, Q. Zhu, W. Wei, S. Wang, J. Wang, J. Chen, D. Yu, H. Wang, Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2300453.

[59] X. Hu, E. Matios, Y. Zhang, C. Wang, J. Luo, W. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 5978.

[60] Y. Li, Z. Wang, Q. Zhang, K. Tian, J. Liu, Z. Ni, F. Dong, S. Xiong, X. Lin, J. Feng, Adv. Energy Mater. 2025, 15, 2406069.

[61] R. Zhuang, X. H. Zhang, C. Z. Qu, X. S. Xu, J. Y. Yang, Q. Ye, Z. Liu, S. Kaskel, F. Xu, H. Q. Wang, Sci. Adv. 2023, 9, eadh8060.

[62] L. Porcarelli, J. L. Olmedo-Martinez, P. Sutton, V. Bocharova, A. Fdz De Anastro, M. Galceran, A. P. Sokolov, P. C. Howlett, M. Forsyth, D. Mecerreyes, Gels 2022, 8, 725.

[63] K. Fu, Y. Gong, G. T. Hitz, D. W. McOwen, Y. Li, S. Xu, Y. Wen, L. Zhang, C. Wang, G. Pastel, J. Dai, B. Liu, H. Xie, Y. Yao, E. D. Wachsman, L. Hu, Energy Environ. Sci. 2017, 10, 1568.

[64] H. Li, R. Wang, J. Song, D. Liu, H. Gao, Y. Chao, H. Tang, Energy Environ. Mater. 2024, 7, e12687.

[65] J. Wu, T. Ye, Y. Wang, P. Yang, Q. Wang, W. Kuang, X. Chen, G. Duan, L. Yu, Z. Jin, J. Qin, Y. Lei, ACS Nano 2022, 16, 15734.

[66] S. Wu, T. Wada, H. Shionoya, J. Hwang, K. Matsumoto, R. Hagiwara, Energy Storage Mater. 2023, 61, 102897.

[67] H. Kwon, J. Baek, H.-T. Kim, Energy Storage Mater. 2023, 55, 708.

[68] J. Chen, Y. Fu, J. Guo, Adv. Mater. 2024, 36, 2401263.

[69] W. Yao, K. Liao, T. Lai, H. Sul, A. Manthiram, Chem. Rev. 2024, 124, 4935.

[70] Z. Huang, Y. Liang, Z. Wu, Y. Kong, M. Bai, M. Li, B. Hong, T. Huang, S. Huang, H. Chen, S. Zhang, Adv. Mater. 2025, 37, 2410318.

[71] J. Lee, C. Zhao, C. Wang, A. Chen, X. Sun, K. Amine, G.-L. Xu, Chem. Soc. Rev. 2024, 53, 5264.

[72] M.-H. Pai, A. Manthiram, Adv. Energy Mater. 2025, 15, 2502691.

[73] Y. Fei, G. Li, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2312550.

[74] A. Raulo, S. Lateef, H. McRay, K. R. Ilancheran, F. Albano, G. Jalilvand, Energy Storage Mater. 2025, 82, 104600.

[75] J. Wu, Z. Song, Q. Huang, K. Zhu, D. Lin, X. Chen, X. Li, X. Chen, X. Li, L. Ma, Y. Chen, Adv. Mater. 2025,

[76] L. Tian, Q. Wu, K. Tang, Z. Tang, Z. Yang, Z. Shen, L. Zhang, W. Xie, Y. Yang, Z. J. Xu, Adv. Mater. 2025, 37, 2507114.

[77] S. Zhang, Z. Li, M. Li, Y. Gu, Y. Han, R. Zeng, L. Tao, Y. Liu, N. Ye, X. Han, M. Luo, X. Zhao, Y. Yu, S. Guo, J. Zhang, Nat. Commun. 2025, 16, 8652.

[78] Y. Kim, M. Kim, T. Lee, E. Kim, M. An, J. Park, J. Cho, Y. Son, Electrochem. Commun. 2023, 147, 107437.

[79] C. Li, X. Y. Zheng, M. H. Sun, F. Tian, D. N. Lei, C. X. Wang, Nano Res. 2024, 17, 9728.

[80] M. Y. Wang, Z. C. Bai, T. Yang, C. H. Nie, X. Xu, Y. X. Wang, J. Yang, S. X. Dou, N. N. Wang, Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2201585.

[81] F. Wu, M. Q. Liu, Y. Li, X. Feng, K. Zhang, Y. Bai, X. R. Wang, C. Wu, Electrochem. Energy Rev. 2021, 4, 382.

[82] L. Li, G. Xu, S. Zhang, S. Dong, S. Wang, Z. Cui, X. Du, C. Wang, B. Xie, J. Du, X. Zhou, G. Cui, ACS Energy Lett. 2022, 7, 591.

[83] Y. Gao, Y. Yang, T. Yang, Z. Zhang, L. Tang, Z. Mao, Y. Zhang, D. Luo, Z. Chen, Adv. Energy Mater. 2025, 15, 2403063.

[84] S. Park, H. Chang, H. Lee, M. Lim, H. An, J. Kang, S. Lee, M. Lee, C. Han, H. Lee, S. Chae, J. Moon, H. Lee, J. Mater. Chem. A 2024, 12, 16517.

[85] Y. Zhang, Y. Wu, H. Li, J. Chen, D. Lei, C. Wang, Nat. Commun. 2022, 13, 1297.

[86] A. L. Phan, P. M. L. Le, C. Wang, Joule 2024, 8, 1601.

[87] J. Cao, Y. Shi, A. Gao, G. Du, M. Dilxat, Y. Zhang, M. Cai, G. Qian, X. Lu, F. Xie, Y. Sun, X. Lu, Nat. Commun. 2024, 15, 1354.

[88] S. Xia, C. Li, J. A. Yuwono, Y. Wang, C. Wang, M. Li, X. Zhang, J. Yang, J. Mao, S. Zheng, Z. Guo, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202409327.

[89] L. Fallarino, G. Salaverri, R. Cid, E. Gucciardi, M. Cabello, E. Gonzalo, M. Galceran, J. Power Sources Adv. 2024, 26, 100137.

[90] M. He, C.-C. Su, F. Xu, K. Amine, M. Cai, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 25879.

[91] W. Lee, J. Lee, T. Yu, H.-J. Kim, M. K. Kim, S. Jang, J. Kim, Y.-J. Han, S. Choi, S. Choi, T.-H. Kim, S.-H. Park, W. Jin, G. Song, D.-H. Seo, S.-K. Jung, J. Kim, Nat. Commun. 2024, 15, 5860.

[92] J. Qian, B. D. Adams, J. Zheng, W. Xu, W. A. Henderson, J. Wang, M. E. Bowden, S. Xu, J. Hu, J.-G. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 7094.

[93] B. Sun, P. Li, J. Zhang, D. Wang, P. Munroe, C. Wang, P. H. L. Notten, G. Wang, Adv. Mater. 2018, 30, 1801334.

[94] M. Burton, S. Narayanan, B. Jagger, L. F. Olbrich, S. Dhir, M. Shibata, M. J. Lain, R. Astbury, N. Butcher, M. Copley, T. Kotaka, Y. Aihara, M. Pasta, Nat. Energy 2025, 10, 135.

[95] J. Wu, X. Zhang, Z. Ju, L. Wang, Z. Hui, K. Mayilvahanan, K. J. Takeuchi, A. C. Marschilok, A. C. West, E. S. Takeuchi, G. Yu, Adv. Mater. 2021, 33, 2101275.

[96] T.-T. Zuo, R. Ruess, R. Pan, F. Walther, M. Rohnke, S. Hori, R. Kanno, D. Schroeder, J. Janek, Nat. Commun. 2021, 12, 6669.

[97] I. Choi, Y. L. Chen, A. Shah, J. Florian, C. Serrao, J. Holoubek, H. Lyu, E. Zhang, J. H. Lee, Y. J. Lin, S. C. Kim, H. Park, P. Zhang, J. Y. Lee, J. Qin, Y. Cui, Z. A. Bao, Nat. Energy 2025, 10, 365.

[98] Y. Liao, H. Zhang, Y. Peng, Y. Hu, J. Liang, Z. Gong, Y. Wei, Y. Yang, Adv. Energy Mater. 2024, 14, 2304295.

[99] C. Xiong, Y. Meng, Y. Wang, B. Ling, M. Ma, H. Yan, F. Kang, D. Zhou, B. Li, Energy Environ. Sci. 2025, 18, 1612.

[100] J. Lee, S. H. Jeong, J. S. Nam, M. Sagong, J. Ahn, H. Lim, I.-D. Kim, EcoMat 2023, 5, e12416.

[101] C. M. Efaw, Q. Wu, N. Gao, Y. Zhang, H. Zhu, K. Gering, M. F. Hurley, H. Xiong, E. Hu, X. Cao, W. Xu, J.-G. Zhang, E. J. Dufek, J. Xiao, X.-Q. Yang, J. Liu, Y. Qi, B. Li, Nat. Mater. 2023, 22, 1531.

[102] X. Zeng, Z.-J. Yi, G.-Y. Zhu, N.-N. Zhu, Y.-F. Chen, J.-M. Xiao, R.-H. Chen, M. Yang, H. Jin, D.-S. Bin, D. Li, J. Am. Chem. Soc. 2024, 147, 566.

[103] S. Hu, X. Sun, W. Liu, L. Gregori, P. Zhao, J. Pascual, A. Dallmann, A. Dasgupta, F. Yang, G. Li, M. Aldamasy, S. H. Turren-Cruz, M. A. Flatken, S. Fu, Y. Iwasaki, R. Murdey, A. Hoell, S. Schorr, S. Albrecht, S. Yang, A. Abate, A. Wakamiya, F. De Angelis, M. Li, H. J. Snaith, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202514010.

[104] C. Ye, H. Li, Y. Chen, J. Hao, J. Liu, J. Shan, S.-Z. Qiao, Nat. Commun. 2024, 15, 4797.

[105] W. Yao, M.-H. Pai, A. Manthiram, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 12061.

[106] T. Pan, Y. Li, Z. Yao, S. Liu, Y. Zhu, X. Wang, J. Wang, C. Zheng, W. Sun, Carbon Neutralization 2025, 4, e192.

[107] H. Zhang, Y. Li, S. Zheng, Z. Lu, X. Gui, W. Xu, J. Bian, Nat. Mach. Intell. 2025, 7, 270.

[108] S. Kim, P. Barnes, H. Zhang, C. Efaw, Y. Wang, B. Park, B. Li, B.-R. Chen, M. C. Evans, B. Liaw, D. Olds, P. G. Khalifah, E. J. Dufek, Energy Storage Mater. 2024, 65, 103147.

[109] V. N. Lam, X. Cui, F. Stroebl, M. Uppaluri, S. Onori, W. C. Chueh, Joule 2025, 9, 101796.

[110] B. Wang, K. Li, G. Xu, Z. Zhang, X. Wang, J. Sun, Y. Song, X. Zhang, Y. Liang, D. Kong, Y. Qiu, Q. Teng, X. Cui, J. Chen, J. Zhao, J. Wang, H. Yang, J. Huang, Y. Tang, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202502725.

[111] Z. Cheng, Z. Zhang, F. Qiu, Z. Gao, H. Xie, Z. Xu, M. Jia, X. Zhang, H. Zhou, ACS Energy Lett. 2024, 10, 177.

[112] C. Niu, D. Liu, J. A. Lochala, C. S. Anderson, X. Cao, M. E. Gross, W. Xu, J.-G. Zhang, M. S. Whittingham, J. Xiao, J. Liu, Nat. Energy 2021, 6, 723.

[113] T. Jin, Y. Wang, Z. Hui, B. Qie, A. Li, D. Paley, B. Xu, X. Wang, A. Chitu, H. Zhai, T. Gong, Y. Yang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 17333.

[114] R. Rodriguez, K. E. Loeffler, S. S. Nathan, J. K. Sheavly, A. Dolocan, A. Heller, C. B. Mullins, ACS Energy Lett. 2017, 2, 2051.

[115] L. Porz, T. Swamy, B. W. Sheldon, D. Rettenwander, T. Froemling, H. L. Thaman, S. Berendts, R. Uecker, W. C. Carter, Y.-M. Chiang, Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1701003.

[116] X. Mu, X. Li, C. Liao, H. Yu, Y. Jin, B. Yu, L. Han, L. Chen, Y. Kan, L. Song, Y. Hu, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2203006.

[117] H. Wang, K. Feng, P. Wang, Y. Yang, L. Sun, F. Yang, W.-Q. Chen, Y. Zhang, J. Li, Nat. Commun. 2023, 14, 1246.

[118] S. Chen, J. Zheng, L. Yu, X. Ren, M. H. Engelhard, C. Niu, H. Lee, W. Xu, J. Xiao, J. Liu, J.-G. Zhang, Joule 2018, 2, 1548.

[119] Y. Zhao, K. R. Adair, X. Sun, Energy Environ. Sci. 2018, 11, 2673.

[120] S. Kang, J. Cheng, W. Gao, L. Cui, Energy Mater. 2023, 3, 300043.

[121] G. Yoon, S. Kim, J.-S. Kim, Adv. Sci. 2023, 10, 2302263.

[122] S. Hess, M. Wohlfahrt-Mehrens, M. Wachtler, J. Electrochem. Soc. 2015, 162, A3084.

[123] K. Qin, K. Holguin, M. Mohammadiroudbari, J. Huang, E. Y. S. Kim, R. Hall, C. Luo, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2009694.

[124] Y. Shuai, Y. Hu, X. Gong, Z. Xu, L. Li, L. Zhang, M. Li, J. Zhou, M. Li, Chem. Eng. J. 2025, 505, 159101.

[125] L. Mauler, F. Duffner, W. G. Zeier, J. Leker, Energy Environ. Sci. 2021, 14, 4712.

[126] Z. Wei, A. Wang, X. Guan, G. Li, Z. Yang, C. Huang, J. Zhang, L. Ren, J. Luo, X. Liu, Energy Environ. Mater. 2022, 5, 1278.

[127] M. Luo, H. Yu, F. Hu, T. Liu, X. Cheng, R. Zheng, Y. Bai, M. Shui, J. Shu, Chem. Eng. J. 2020, 380, 122557.

[128] X. Chen, Y. Meng, D. Xiao, Y. Wu, L. Qin, Energy Storage Mater. 2023, 61, 102923.

[129] Y. Li, G. Liu, J. Che, L. Chen, X. Wang, G. Wang, L. Lei, J. Hou, S. Li, J. Wang, Y. Xu, Y. Zhao, Interdiscip. Mater. 2025, 4, 24.

[130] Y. Chen, M. Li, Y. Liu, Y. Jie, W. Li, F. Huang, X. Li, Z. He, X. Ren, Y. Chen, X. Meng, T. Cheng, M. Gu, S. Jiao, R. Cao, Nat. Commun. 2023, 14, 2655.

[131] Y. Liu, W. Han, L. Wang, S. Liu, Chem. Eng. Sci. 2025, 309, 121388.

[132] Z. Jing, L. Kong, M. Mamoor, L. Wang, B. Zhang, B. Wang, Y. Zhai, F. Wang, G. Qu, Y. Kong, D. Wang, L. Xu, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 3702.

[133] S. E. Sandoval, C. G. Haslam, B. S. Vishnugopi, D. W. Liao, J. S. Yoon, S. H. Park, Y. Wang, D. Mitlin, K. B. Hatzell, D. J. Siegel, P. P. Mukherjee, N. P. Dasgupta, J. Sakamoto, M. T. McDowell, Nat. Mater. 2025, 24, 673.

[134] L. Luo, K. Chen, H. Chen, H. Li, R. Cao, X. Feng, W. Chen, Y. Fang, Y. Cao, Adv. Mater. 2024, 36, 2308881.

[135] Z. Li, N. Yao, L. Yu, Y.-X. Yao, C.-B. Jin, Y. Yang, Y. Xiao, X.-Y. Yue, W.-L. Cai, L. Xu, P. Wu, C. Yan, Q. Zhang, Matter 2023, 6, 2274.

[136] Z. Wang, T. Zheng, S. Wang, X.-G. Zhang, Y. Gu, S. Tang, Y. Fu, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 5962.

[137] F. Meng, Y. Li, S. Wang, D. Luo, X. Zhang, M. Wagner, Z. Tang, Y. Li, D. Kong, L. Zhi, Energy Environ. Sci. 2025, 18, 4775.

[138] Y. Zhu, W. Li, L. Zhang, W. Fang, Q. Ruan, J. Li, F. Zhang, H. Zhang, T. Quan, S. Zhang, Energy Environ. Sci. 2023, 16, 2825.

[139] Y.-L. Han, H. Wang, H.-F. Di, J.-P. Chen, Z.-L. Yi, L.-J. Xie, X.-M. Li, F.-Y. Su, C.-M. Chen, Carbon Energy 2025, 7, e70002.

[140] H. Ren, G. Zheng, Y. Li, S. Chen, X. Wang, M. Zhang, W. Zhao, H. Yi, W. Huang, J. Fang, T. Liu, L. Yang, M. Liu, Q. Zhao, F. Pan, Energy Environ. Sci. 2024, 17, 7944.

[141] Y. Sun, C. Zuo, Y.-C. Lu, Nano Res. 2024, 17, 8694.

[142] Y. Sun, B. Liu, L. Liu, X. Yan, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2109568.

[143] S. Tang, F. Sun, H. Wang, Q. Rong, N. Sun, L. Zhang, Y. Zhao, Q. Xiong, B. Huang, L. Hu, J.-P. Hoffknecht, Z. Liu, X. He, Adv. Mater. 2025, 37, 2502363.

[144] N. Rampal, S. E. Weitzner, S. Cho, C. A. Orme, M. A. Worsley, L. F. Wan, Energy Environ. Sci. 2024, 17, 7691.

[145] Z. Li, Y. Liao, H. Ji, X. Lin, Y. Wei, S. Hao, X. Hu, L. Yuan, Z. Huang, Y. Huang, Adv. Energy Mater. 2025, 15, 2404120.

[146] H. Gao, Y. Chen, T. Teng, X. Yun, D. Lu, G. Zhou, Y. Zhao, B. Li, X. Zhou, C. Zheng, P. Xiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202410982.

[147] X. Wu, T. Liu, Y.-G. Lee, J. F. Whitacre, ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 24590.

[148] S. Yan, N. Yao, H. Liu, Z. Zhang, Y. Lu, Z. Liu, W. Hou, P. Zhou, H. Zhou, X. Chen, K. Liu, Q. Zhang, Energy Environ. Sci. 2025, 18, 1696.

[149] S. Zhou, X. Chen, X. Zhang, W. Kuang, C. Jiao, X. Xu, W. Zhu, G. Fan, Z. Hu, X. Tan, J. Wang, L. Li, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2418784.

[150] W. Yang, W. Chen, H. Zou, J. Lai, X. Zeng, Y. Zhang, X. Zeng, K. Ding, S. Zhang, L. Ma, Z. Li, Q. Zheng, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202424353.

[151] H. Jia, W. Xu, Trend. Chem. 2022, 4, 627.

[152] Q. Hu, K. Gao, R. Wang, J. Liao, G. Han, D. Dai, Y. Xia, J. Yao, Energy Storage Mater. 2025, 77, 104187.

[153] Y. Wu, H. Zhu, B. Wang, Z. Hou, Q. Ma, Q. Rong, Y. Chen, L. Chen, L. Zhou, W. Wei, ACS Energy Lett. 2025, 10, 2487.

[154] U. Pal, D. Rakov, B. Lu, B. Sayahpour, F. Chen, B. Roy, D. R. MacFarlane, M. Armand, P. C. Howlett, Y. S. Meng, M. Forsyth, Energy Environ. Sci. 2022, 15, 1907.

[155] Z. Yu, K. Fan, Q. Liu, D. Wang, C. Chen, Y. Zhu, H. Huang, B. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2315446.

[156] Z. Xu, X. Zhang, J. Yang, X. Cui, Y. Nuli, J. Wang, Nat. Commun. 2024, 15, 9856.

[157] J. Wu, Y. Wu, L. Wang, H. Ye, J. Lu, Y. Li, Adv. Mater. 2024, 36, 2308193.

[158] A. G. Boldyreva, M. M. Tepliakova, A. V. Novikov, V. G. Petrov, O. Parfenova, A. A. Golubnichiy, A. Vasilev, D. Saranin, K. J. Stevenson, Light Adv. Manuf. 2024, 5, 614.

[159] Z. Yu, P. E. Rudnicki, Z. Zhang, Z. Huang, H. Celik, S. T. Oyakhire, Y. Chen, X. Kong, S. C. Kim, X. Xiao, H. Wang, Y. Zheng, G. A. Kamat, M. S. Kim, S. F. Bent, J. Qin, Y. Cui, Z. Bao, Nat. Energy 2022, 7, 94.

[160] F. Cheng, M. Cao, Q. Li, C. Fang, J. Han, Y. Huang, ACS Nano 2023, 17, 18608.

[161] P. Zhou, Y. Ou, Q. Feng, Y. Xia, H. Zhou, W.-H. Hou, X. Song, Y. Lu, S. Yan, W. Zhang, Y. He, K. Liu, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2416800.

[162] C. Shen, D. Guan, W. Liu, Y. Cao, Z. Peng, Y. Ren, L. Kang, J. Meng, Z. Xue, K. Du, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2503713.

[163] Y. Y. Hu, L. Fan, A. M. Rao, W. J. Yu, C. X. Zhuoma, Y. H. Feng, Z. H. Qin, J. Zhou, B. A. Lu, Natl. Sci. Rev. 2022, 9, 134.

[164] D. Yu, Z. Wang, J. Yang, Y. Wang, Y. Li, Q. Zhu, X. Tu, D. Chen, J. Liang, U. Khalilov, H. Wang, Small 2024, 20, 231181.

[165] N. Yao, S.-Y. Sun, X. Chen, X.-Q. Zhang, X. Shen, Z.-H. Fu, R. Zhang, Q. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202210859.

[166] Z. Lin, F. Bettels, T. Li, S. K. Satheesh, H. Wu, F. Ding, C. Zhang, Y. Liu, H. Y. Yang, L. Zhang, Energy Environ. Mater. 2025, 8, e70029.

[167] A. W. Tomich, J. Park, S.-B. Son, E. P. Kamphaus, X. Lyu, F. Dogan, V. Carta, J. Gim, T. Li, L. Cheng, E. Lee, V. Lavallo, C. S. Johnson, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202208158.

[168] G. Zhang, T. Zhang, Z. Zhang, R. He, Q. Wang, S.-S. Chi, Y. Cui, M. D. Gu, Z. Liu, J. Chang, C. Wang, K. Xu, Y. Deng, Nat. Commun. 2025, 16, 4722.

[169] Y. Fei, M. Li, Z. Li, D. Guan, W. Jia, H. Zhang, K. Amine, G. Li, Adv. Mater. 2025, 37, e2507459.

[170] Q. Zhao, S. Stalin, C. Z. Zhao, L. A. Archer, Nat. Rev. Mater. 2020, 5, 229.

[171] G. Su, Y. Wang, J. Mu, Y. Ren, P. Yue, W. Ji, L. Liang, L. Hou, M. Chen, C. Yuan, Adv. Energy Mater. 2025, 15, 2403282.

[172] F. Ahmed, M. M. Rahman, S. C. Sutradhar, N. S. Lopa, T. Ryu, S. Yoon, I. Choi, S. Lee, W. Kim, Electrochim. Acta 2019, 298, 709.

[173] F. Cheng, W. Zhang, Q. Li, C. Fang, J. Han, Y. Huang, ACS Nano 2023, 17, 24259.

[174] B. L. Wu, Z. H. Chang, Z. Q. Chen, A. Windmüller, C. L. Tsai, Z. Z. Qin, D. L. Danilov, L. Zhou, D. T. Daniel, K. Schaps, J. Ahmed, L. H. J. Raijmakers, S. C. Yu, H. Tempel, J. Granwehr, C. G. Chen, Y. J. Wei, R. A. Eichel, P. H. L. Notten, Adv. Energy Mater. 2024, 15, 2404028.

[175] W. Zhao, M. Wang, H. Lin, K. Kim, R. He, S. Feng, H. Liu, Prog. Nat. Sci. Mater. Int. 2024, 34, 263.

[176] Y. Hou, Y. Wang, Z. Wei, Z. Wu, D. Li, Q. Li, S. Li, Z. Chen, Y. Wang, G. Liang, K. Wang, C. Zhi, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202505147.

[177] M. Liu, Z. Zeng, C. Gu, F. Ma, Y. Wu, Q. Wu, X. Yang, X. Chen, S. Cheng, J. Xie, ACS Energy Lett. 2023, 9, 136.

[178] J. Yao, C. Cheng, Y. Wu, C. Liu, S. Guo, Y. Gao, B. Zhang, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 8024.

[179] Y.-F. Tian, S.-J. Tan, Z.-Y. Lu, D.-X. Xu, H.-X. Chen, C.-H. Zhang, X.-S. Zhang, G. Li, Y.-M. Zhao, W.-P. Chen, Q. Xu, R. Wen, J. Zhang, Y.-G. Guo, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202305988.

[180] A.-M. Li, O. Borodin, T. P. Pollard, W. Zhang, N. Zhang, S. Tan, F. Chen, C. Jayawardana, B. L. Lucht, E. Hu, X.-Q. Yang, C. Wang, Nat. Chem. 2024, 16, 922.

[181] B. Wang, Y. Huang, Y. Wang, H. Wang, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2212287.

[182] T. Xu, T. Zheng, Z. Ru, J. Song, M. Gu, Y. Yue, Y. Xiao, S. Amzil, J. Gao, P. Mueller-Buschbaum, K. Wang, H. Zhao, Y.-J. Cheng, Y. Xia, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2313319.

[183] X. Li, M. Li, Y. Liu, Y. Jie, W. Li, Y. Chen, F. Huang, Y. Zhang, T. M. Sohail, S. Wang, X. Zhu, T. Cheng, M. D. Gu, S. Jiao, R. Cao, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 17023.

[184] C. Zheng, Q. Yao, Y. Sun, H. Lv, Z. Bai, G. Zhang, N. Wang, J. Yang, Adv. Funct. Mater. 2025,

[185] C.-A. Chen, C.-L. Lee, P.-K. Yang, D.-S. Tsai, C.-P. Lee, Catalysts 2021, 11, 151.

[186] M. Li, X. Zheng, W. Dong, J. Wu, H. Lan, K. Song, Z. Liu, Q. Wang, R. Shao, C. Yang, Mater. Horiz. 2025, 12, 9771.

[187] T. J. Watts, M. C. Smart, A. Manthiram, Adv. Funct. Mater. 2025,

[188] T. Zheng, M. Wu, J. Xiong, M. Yang, W. Guo, Q. Zeng, H. Yu, T. Xu, W. Xie, Y. Xiao, Z. Xu, Y. Liang, Z. Li, R. Qi, G. Pan, X. Shi, H. Zhao, X. Li, Y. Xia, Y.-J. Cheng, Y. Xia, P. Mueller-Buschbaum, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202511336.

[189] Y. Chen, Z. Ma, Y. Wang, P. Kumar, F. Zhao, T. Cai, Z. Cao, L. Cavallo, H. Cheng, Q. Li, J. Ming, Energy Environ. Sci. 2024, 17, 5613.

[190] Y. Horowitz, H.-L. Han, W. T. Ralston, J. R. de Araujo, E. Kreidler, C. Brooks, G. A. Somorjai, Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1602060.

[191] J. Shen, Y. Bai, X. Tai, W. Wang, G. Wang, ACS Sustain. Chem. Eng. 2018, 6, 6183.

[192] Z. Ni, C. Wei, Z. Wang, Y. Li, X. Zhang, S. Xiong, J. Feng, Energy Storage Mater. 2024, 71, 103603.

[193] Z. He, Y. Chen, F. Huang, Y. Jie, X. Li, R. Cao, S. Jiao, Acta Phys. Chim. Sin. 2022, 38, 2205005.

[194] Y. Wang, Z. Li, Y. Hou, Z. Hao, Q. Zhang, Y. Ni, Y. Lu, Z. Yan, K. Zhang, Q. Zhao, F. Li, J. Chen, Chem. Soc. Rev. 2023, 52, 2713.

[195] J. Wen, H. Fu, D. Zhang, X. Ma, L. Wu, L. Fan, X. Yu, J. Zhou, B. Lu, ACS Nano 2023, 17, 16135.

[196] X. Zhu, J. Chen, G. Liu, Y. Mo, Y. Xie, K. Zhou, Y. Wang, X. Dong, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202412859.

[197] Q. Li, G. Liu, P. Kumar, F. Zhao, Y. Wang, T. Cai, Y. Chen, H. Xie, W. Wahyudi, Z. Ma, J. Ming, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2416714.

[198] L. Tan, S. Chen, Y. Chen, J. Fan, D. Ruan, Q. Nian, L. Chen, S. Jiao, X. Ren, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202203693.

[199] K. Chen, Y. Sun, X. Zhang, J. Liu, H. Xie, Energy Environ. Mater. 2023, 6, e12568.

[200] D. Yu, C. Lee, W. Wang, Y. Miyahara, K. Miyazaki, T. Abe, Electrochim. Acta 2023, 449, 142215.

[201] A. Arifiadi, F. Demelash, T. Brake, C. Lechtenfeld, S. Klein, L. Alsheimer, S. Wiemers-Meyer, M. Winter, J. Kasnatscheew, Energy Environ. Mater. 2025, 8, e12835.

[202] X. Li, R. Zhao, Y. Fu, A. Manthiram, EScience 2021, 1, 108.

[203] C. Su, Y. Qu, N. Hu, L. Wang, Z. Song, M. Pei, R. Mao, X. Jin, D. Liu, X. Jian, F. Hu, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202418959.

[204] G. Xu, C. Pang, B. Chen, J. Ma, X. Wang, J. Chai, Q. Wang, W. An, X. Zhou, G. Cui, L. Chen, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1701398.

[205] W. Zhang, F. Zeng, H. Huang, Y. Yu, M. Xu, L. Xing, W. Li, Nano Res. 2023, 16, 3823.

[206] X. Gao, J. You, L. Deng, B. Zhang, Y. Li, W. Wang, J. Mater. Chem. A 2024, 12, 25211.

[207] Z. Cheng, L. Guo, Q. Dong, C. Wang, Q. Yao, X. Gu, J. Yang, Y. Qian, Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2202253.

[208] Y. Li, B. Wen, N. Li, Y. Zhao, Y. Chen, X. Yin, X. Da, Y. Ouyang, X. Li, P. Kong, S. Ding, K. Xi, G. Gao, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202414636.

[209] Y. Ou, W. Hou, D. Zhu, C. Li, P. Zhou, X. Song, Y. Xia, Y. Lu, S. Yan, H. Zhou, Q. Cao, H. Zhou, H. Liu, X. Ma, Z. Liu, H. Xu, K. Liu, Energy Environ. Sci. 2025, 18, 1464.

[210] C. Zhu, D. Wu, C. Wang, J. Ma, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2406764.

[211] W. Zhang, Y. Lu, Q. Feng, H. Wang, G. Cheng, H. Liu, Q. Cao, Z. Luo, P. Zhou, Y. Xia, W. Hou, K. Zhao, C. Du, K. Liu, Nat. Commun. 2025, 16, 3344.

[212] K. Su, P. Luo, Y. Wu, X. Song, L. Huang, S. Zhang, H. Song, L. Du, Z. Cui, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2409492.

[213] Z. Yao, T. Fu, T. Pan, C. Luo, M. Pang, S. Xiong, Q. Guo, Y. Li, S. Liu, C. Zheng, W. Sun, Nat. Commun. 2025, 16, 2791.

[214] Y. Ren, T. Lai, A. Manthiram, ACS Energy Lett. 2023, 8, 2746.

[215] K. S. Jiang, G. M. Hobold, R. Guo, K.-H. Kim, A. M. Melemed, D. Wang, L. Zuin, B. M. Gallant, ACS Energy Lett. 2022, 7, 3378.

[216] J. Lu, X. Xu, W. Fan, Y. Xin, W. Wang, C. Fan, P. Cheng, J. Zhao, J. Liu, Y. Huo, ACS Appl. Energy Mater. 2022, 5, 6324.

[217] W. Song, H. Liu, M. Li, W. Shi, Z. Jiang, H. Li, L. Zhang, P. Wang, X. Wang, Z. Liu, Adv. Funct. Mater. 2025,

[218] S. Weng, Y. Liu, S. Lu, J. Xu, J. Xue, H. Tu, Z. Wang, L. Liu, Y. Gao, G. Sun, H. Li, X. Wu, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, 2791.

[219] P. Liu, S. Shen, Z. Qiu, T. Yang, Y. Liu, H. Su, Y. Zhang, J. Li, F. Cao, Y. Zhong, X. Liang, M. Chen, X. He, Y. Xia, C. Wang, W. Wan, J. Tu, W. Zhang, X. Xia, Adv. Mater. 2024, 36, 2312812.

[220] X. Fang, Y. Peng, G. Liu, J. Chen, G. Li, X. Dong, Energy Storage Mater. 2025, 74, 103942.

[221] W. Liu, J. Li, W. Li, H. Xu, C. Zhang, X. Qiu, Nat. Commun. 2020, 11, 3629.

[222] C. Y. Luo, Y. J. Li, W. W. Sun, P. T. Xiao, S. K. Liu, D. Q. Wang, C. M. Zheng, Electrochim. Acta 2022, 419, 140353.

[223] X. Chen, H. Yu, ChemElectroChem 2024, 11, e202400444.

[224] Y. Yamada, J. Wang, S. Ko, E. Watanabe, A. Yamada, Nat. Energy 2019, 4, 269.

[225] Q. Wang, C. Zhao, S. Wang, J. Wang, M. Liu, S. Ganapathy, X. Bai, B. Li, M. Wagemaker, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 21961.

[226] J. Lee, Y. Lee, J. Lee, S.-M. Lee, J.-H. Choi, H. Kim, M.-S. Kwon, K. Kang, K. T. Lee, N.-S. Choi, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 3723.

[227] X. Ren, L. Zou, S. Jiao, D. Mei, M. H. Engelhard, Q. Li, H. Lee, C. Niu, B. D. Adams, C. Wang, J. Liu, J.-G. Zhang, W. Xu, ACS Energy Lett. 2019, 4, 896.

[228] J. D. Xie, J. Patra, P. C. Rath, W. J. Liu, C. Y. Su, S. W. Lee, C. J. Tseng, Y. A. Gandomi, J. K. Chang, J. Power Sources 2020, 450, 227657.

[229] Y. Yamada, K. Furukawa, K. Sodeyama, K. Kikuchi, M. Yaegashi, Y. Tateyama, A. Yamada, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 5039.

[230] J. R. He, A. Bhargav, W. Shin, A. Manthiram, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 20241.

[231] G. X. Jiang, F. Li, H. P. Wang, M. G. Wu, S. H. Qi, X. H. Liu, S. C. Yang, J. M. Ma, Small Structures 2021, 2, 2000122.

[232] S.-K. Jeong, H.-Y. Seo, D.-H. Kim, H.-K. Han, J.-G. Kim, Y. B. Lee, Y. Iriyama, T. Abe, Z. Ogumi, Electrochem. Commun. 2008, 10, 635.

[233] R. Cao, K. Mishra, X. Li, J. Qian, M. H. Engelhard, M. E. Bowden, K. S. Han, K. T. Mueller, W. A. Henderson, J.-G. Zhang, Nano Energy 2016, 30, 825.

[234] A. J. Louli, A. Eldesoky, R. Weber, M. Genovese, M. Coon, J. deGooyer, Z. Deng, R. T. White, J. Lee, T. Rodgers, R. Petibon, S. Hy, S. J. H. Cheng, J. R. Dahn, Nat. Energy 2020, 5, 693.

[235] Z. Peng, X. Cao, P. Gao, H. Jia, X. Ren, S. Roy, Z. Li, Y. Zhu, W. Xie, D. Liu, Q. Li, D. Wang, W. Xu, J.-G. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2001285.

[236] H. Yoon, H. J. Zhu, A. Hervault, M. Armand, D. R. MacFarlane, M. Forsyth, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 12350.

[237] Y. D. Wang, R. Jiang, Y. C. Liu, H. Zheng, W. Fang, X. Liang, Y. Sun, R. L. Zhou, H. F. Xiang, ACS Appl. Energy Mater. 2021, 4, 7376.

[238] K. Lee, S.-H. Kwon, J. Kim, E. Park, I. Kim, H. C. Ahn, A. Coskun, J. W. Choi, ACS Energy Lett. 2024, 9, 2201.

[239] X. Huang, X. Jiang, C. Shi, M. Wang, Y. Zhou, B. Hong, J. Li, Y. Lai, Energy Storage Mater. 2025, 78, 104239.

[240] G.-X. Li, X. Lyu, A. Nguyen, R. Kou, C. George, S. Wu, R. Li, K. Wang, T. Li, D. Wang, Adv. Energy Mater. 2025, 15, 2405680.

[241] X. Zhou, Q. Zhang, Z. Zhu, Y. Cai, H. Li, F. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202205045.

[242] F. Hai, Y. Yi, Z. Xiao, J. Guo, X. Gao, W. Chen, W. Xue, W. Hua, W. Tang, M. Li, Adv. Energy Mater. 2024, 14, 2304253.

[243] P. Gao, F. Zhang, X. Wang, M. Wu, Q. Xiang, A. Yang, Y. Sun, J. Guo, Y. Huang, ACS Nano 2023, 17, 20325.

[244] J. Zheng, S. Chen, W. Zhao, J. Song, M. H. Engelhard, J.-G. Zhang, ACS Energy Lett. 2018, 3, 315.

[245] S.-Y. Sun, X.-Q. Zhang, Y.-N. Wang, J.-L. Li, Z. Zheng, J.-Q. Huang, Mater. Today 2024, 77, 39.

[246] B.-H. Zhang, P.-P. Chen, Y.-L. Hou, J.-Z. Chen, H.-Y. Wang, W.-X. Wen, Z.-A. Li, J.-T. Lei, D.-L. Zhao, Small 2024, 20, 2402123.

[247] C. Qian, Z. Wang, D. Fu, A. Li, J. Xu, L. Shen, X. Wu, H. Li, J. Power Sources 2024, 611, 234759.

[248] S. Li, X. Song, P. Jing, X. Xiao, Y. Chen, Q. Sun, M. Huang, Y. Zhang, G. Li, P. Liu, S. Xu, Q. Dou, J. Zhu, X. Yan, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2422491.

[249] Z. Liu, W. Hou, H. Tian, Q. Qiu, I. Ullah, S. Qiu, W. Sun, Q. Yu, J. Yuan, L. Xia, X. Wu, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202400110.

[250] T. Li, Z. Chen, F. Bai, C. Li, Y. Li, J. Energy Chem. 2023, 81, 404.

[251] M. Tang, S. Dong, J. Wang, L. Cheng, Q. Zhu, Y. Li, X. Yang, L. Guo, H. Wang, Nat. Commun. 2023, 14, 6006.

[252] P. Li, H. Zhang, J. Lu, G. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202216312.

[253] Y. Yang, X. Wang, J. Zhu, L. Tan, N. Li, Y. Chen, L. Wang, Z. Liu, X. Yao, X. Wang, X. Ji, Y. Zhu, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202409193.

[254] R. Jiang, L. Hong, Y. Liu, Y. Wang, S. Patel, X. Feng, H. Xiang, Energy Storage Mater. 2021, 42, 370.

[255] Q. Yang, X. Zhou, T. Huang, Z. Chen, Y. Zhang, S. Shi, W. Zhang, L. Li, J. Wang, S. Dou, K. Lei, S. Zheng, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202422259.

[256] X.-W. Wang, Z. Yan, Z.-Q. Shen, H. Tong, X. Zhou, R.-B. Zhao, Y.-J. Wu, Z.-P. Huang, R. Wang, J. Liu, Astrophys. J. 2024, 961, 48.

[257] S. K. Heiskanen, J. Kim, B. L. Lucht, Joule 2019, 3, 2322.

[258] P. Xu, F. Huang, Y. Sun, Y. Lei, X. Cao, S. Liang, G. Fang, Adv. Funct. Mater. 2024, 34, 2406080.

[259] Z. Tu, S. Choudhury, M. J. Zachman, S. Wei, K. Zhang, L. F. Kourkoutis, L. A. Archer, Nat. Energy 2018, 3, 310.

[260] W. Dachraoui, R.-S. Kuhnel, C. Battaglia, R. Erni, Nano Energy 2024, 130, 110086.

[261] G. Wang, C. Xie, H. Wang, Q. Li, F. Xia, W. Zeng, G. Tan, J. Tian, J. Wu, Energy Environ. Mater. 2025, 9, e70127.

[262] L. A. Ma, A. J. Naylor, L. Nyholm, R. Younesi, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 4855.

[263] Y. Zhang, F. Wu, Z. Lv, Y. Chen, W. Wang, M. Dong, Y. Su, M. Xie, Energy Environ. Mater. 2025, 9, e70112.

[264] C. Li, Y. Cui, S. Lin, P. Ma, Y. Ji, Z. Cen, G. Yu, S. Li, S. Liu, D. Wu, Adv. Mater. 2025, 37, 2416377.

[265] Y. Wang, J. Wang, Z. Ding, X. Cheng, R. Liu, J. Guo, H. Liu, L. Zong, X. Jian, J. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2024, 16, 68316.

[266] J. Guo, P. Li, F. Piccolo, Y. Jie, H. Jia, R. Cao, S. Jiao, P. Adelhelm, Y. Xu, ACS Energy Lett. 2025, 10, 2318.

[267] M. Wang, H. Liang, C. Wang, A. Wang, Y. Song, J. Wang, B. Wang, Y. Wei, X. He, Y. Yang, Adv. Mater. 2023, 35, 2306683.

[268] Y. Li, Y. Li, A. Pei, K. Yan, Y. Sun, C.-L. Wu, L.-M. Joubert, R. Chin, A. L. Koh, Y. Yu, J. Perrino, B. Butz, S. Chu, Y. Cui, Science 2017, 358, 506.

[269] A. Hu, W. Chen, X. Du, Y. Hu, T. Lei, H. Wang, L. Xue, Y. Li, H. Sun, Y. Yan, J. Long, C. Shu, J. Zhu, B. Li, X. Wang, J. Xiong, Energy Environ. Sci. 2021, 14, 4115.

[270] S. Wan, K. Song, J. Chen, S. Zhao, W. Ma, W. Chen, S. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 21661.

[271] Z. Cheng, Z. Zhang, M. Wu, M. Jia, X. Du, Z. Gao, S. Tong, T. Wang, X. Yan, X. Zhang, H. Zhou, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202503864.

[272] X. Yin, B. Li, H. Liu, B. Wen, J. Liu, M. Bai, Y. Zhang, Y. Zhao, X. Cui, Y. Su, G. Gao, S. Ding, W. Yu, Joule 2025, 9, 101823.

[273] Q. Wang, M. Wu, Y. Xu, C. Li, Y. Rong, Y. Liao, M. Gao, X. Zhang, W. Chen, J. Lu, Carbon Energy 2024, 6, e576.

[274] Z. Li, L. P. Hou, N. Yao, X. Y. Li, Z. X. Chen, X. Chen, X. Q. Zhang, B. Q. Li, Q. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202309968.

[275] Y. Mo, W. Zhou, K. Wang, W. Yang, Z. Liu, S. Chen, P. Gao, J. Liu, Energy Environ. Sci. 2025, 18, 1418.

[276] J.-Y. Wei, X.-Q. Zhang, L.-P. Hou, P. Shi, B.-Q. Li, Y. Xiao, C. Yan, H. Yuan, J.-Q. Huang, Adv. Mater. 2020, 32, 2003012.

[277] B. Jagger, M. Pasta, Joule 2023, 7, 2228.

[278] Z. Guo, M. Yang, Q. Fan, Y. Chen, T. Xu, C. Li, Z. Li, Z. Li, Q. Sun, H. Xia, Small 2024, 20, 2407425.

[279] J. Wang, J. Luo, H. Wu, X. Yu, X. Wu, Z. Li, H. Luo, H. Zhang, Y. Hong, Y. Zou, S. Cao, Y. Qiao, S.-G. Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e20240025.

[280] Z. Qiu, T. Yang, P. Liu, Y. Zhang, X. Liang, S. Shen, F. Tu, J. Xiang, F. Cao, Y. Xia, C. Wang, W. Wan, M. Song, X. He, R. Fang, J. Zhang, H. Huang, Y. Gan, F. Chen, W. Zhang, X. Xia, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2501761.

[281] L. Chang, H. Cheng, J. Li, L. Zhang, B. Zhang, L. Zheng, Q. Sun, J. Li, X. Lu, K. Zhao, Nat. Commun. 2025, 16, 6134.

[282] J. Tang, Z. Wei, J. Wu, Z. Cui, R. Tian, H. Jiang, F. Du, J. Lu, Nat. Commun. 2025, 16, 7917.

[283] P. Xiao, X. Yun, Y. Chen, X. Guo, P. Gao, G. Zhou, C. Zheng, Chem. Soc. Rev. 2023, 52, 5255.

[284] Y. P. Chen, Y. L. Niu, Z. Zheng, X. Chen, Y. C. Gao, N. Yao, R. Zhang, Q. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202508152.

[285] H. Li, D. Shimizu, R. Jin, T. Zhang, D. Horikawa, K. Nagaya, H. Tsubouchi, H. Yamaguchi, M. Okumura, T. Ichitsubo, J. Mater. Chem. A 2025, 13, 3619.

[286] Q. Liu, L. Wang, Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2301742.

[287] J. Zheng, R. Chen, L. Nie, X. Chu, H. Wang, H. Xia, Y. Lin, Y. Li, Z. Lin, F. Xue, M. Ma, Q. Lai, J. Colloid Interface Sci. 2025, 699, 138164.

[288] M. Wu, M. Yang, J. Yu, X. Ma, S. Sun, Y. She, J. Yang, X. Zou, Y. Hu, F. Yan, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 35229.

[289] C. Tan, Z. Shen, S. Zhang, Z. Wu, S. He, H. Pan, H. Cheng, Y. Lu, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, 2509658.

[290] H. Zhang, Z. Zeng, F. Ma, Q. Wu, X. Wang, S. Cheng, J. Xie, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202300771.

[291] F. Li, Y. Huang, T. Zhang, Z. Song, X. Wei, F. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202509342.

[292] H. Lin, F. Liu, E. Yang, X. Shi, A. Zhang, Z. Bi, H. Liu, Y. Xie, Z.-S. Wu, Nano Energy 2025, 142, 111266.

[293] Z. Wang, C. Su, R. Xu, K. Li, B. Yang, T. Li, K. Chen, W. Xu, J. Chen, F. Li, B. Li, A. Hu, J. Long, Energy Storage Mater. 2025, 75, 104105.

[294] Y. Li, Y. Huang, X. Han, J. Wu, H. Shen, S. Wang, S. Ding, S. Zhu, B. Han, Y. Huang, D. Zhang, W. Xue, ACS Energy Lett. 2025, 10, 3610.

[295] Y. Wang, Y. Ni, S. Xu, Y. Lu, L. Shang, Z. Yang, K. Zhang, Z. Yan, W. Xie, J. Chen, J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 10772.

[296] I. Kim, S. Kim, H. Cho, J. Jung, H. Kwon, D. Kim, Y. Shin, H.-T. Kim, Adv. Energy Mater. 2025, 15, 2403828.

[297] Z. Qu, P. Xue, X. Hu, Q. Ji, Y. Dai, L. Ma, S.-S. Lyu, ACS Energy Lett. 2025, 10, 2913.

[298] S. Lei, Z. Zeng, M. Liu, M. Qin, Y. Wu, Y. Zhu, S. Cheng, J. Xie, Chem. Eng. J. 2023, 478, 147180.

[299] J. Cui, Y. Liu, Y. Du, L. Zhao, P. Wang, D. Li, S. Zhang, Y. Li, H. Li, Adv. Mater. 2025, 37, 2500876.

[300] Y. Lu, W. Zhang, S. Liu, Q. Cao, S. Yan, H. Liu, W. Hou, P. Zhou, X. Song, Y. Ou, Y. Li, K. Liu, ACS Nano 2023, 17, 9586.

[301] M. Li, L. Xu, A. He, H. Xie, K. Deng, Energy Storage Mater. 2025, 77, 104208.

[302] S. Bolloju, N. Vangapally, Y. Elias, S. Luski, N.-L. Wu, D. Aurbach, Prog. Mater. Sci. 2025, 147, 101349.

[303] P. Luo, Y. Zhang, J. Song, X. Li, Q. Chen, Q. Yang, L. Liao, H. Yang, M. Wang, Z. Yang, D. Mitlin, Energy Storage Mater. 2025, 78, 104234.

[304] Y. Yin, J. Holoubek, K. Kim, A. Liu, B. Bhamwala, S. Wang, B. Lu, K. Yu, H. Gao, M. Li, G. Raghavendran, G. Cai, W. Li, P. Liu, Y. S. Meng, Z. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202420411.

[305] Y. Yang, D. M. Davies, Y. Yin, O. Borodin, J. Z. Lee, C. Fang, M. Olguin, Y. Zhang, E. S. Sablina, X. Wang, C. S. Rustomji, Y. S. Meng, Joule 2019, 3, 1986.

[306] Y. Yang, Y. Yin, D. M. Davies, M. Zhang, M. Mayer, Y. Zhang, E. S. Sablina, S. Wang, J. Z. Lee, O. Borodin, C. S. Rustomji, Y. S. Meng, Energy Environ. Sci. 2020, 13, 2209.

[307] S. Nagarajan, S. Hwang, C. Jaye, C. Weiland, D. M. Meira, M. Balasubramanian, L. M. R. Arava, Cell Rep. Phys. Sci. 2025, 6, 102597.

[308] G. Huang, G. Chen, X. Jin, K. Ge, M. Guan, Y. Li, J. Power Sources 2023, 556, 232497.

[309] X. Wei, J. Zhou, X. Wang, L. Chen, Y. Liu, L. Shi, J. Fu, Chem. Eng. J. 2024, 498, 155614.

[310] C. S. Rustomji, Y. Yang, T. K. Kim, J. Mac, Y. J. Kim, E. Caldwell, H. Chung, S. Meng, Science 2017, 356, eaal4263.

[311] X. Ma, J. Yu, Y. Hu, J. Texter, F. Yan, Ind. Chem. Mater. 2023, 1, 39.

[312] H. Sun, P. Liang, G. Zhu, W. H. Hung, Y.-Y. Li, H.-C. Tai, C.-L. Huang, J. Li, Y. Meng, M. Angell, C.-A. Wang, H. Dai, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2020, 117, 27847.

[313] X. Wang, Q. Chen, S. Gui, Z. Zhang, Z. Chen, P. Ouyang, C. Ke, K. Cheng, X. Duan, J. Wei, Y. Sun, H. Yang, Adv. Funct. Mater. 2025,

[314] H. M. Law, Z. Wang, S. Xu, L. Shen, B. Py, Y. Wang, R. Siegel, J. Senker, Q. Wang, F. Ciucci, Energy Environ. Sci. 2025, 18, 8838.

[315] S. Zhao, H. Che, S. Chen, H. Tao, J. Liao, X.-Z. Liao, Z.-F. Ma, Electrochem. Energy Rev. 2024, 7, 3.

[316] B. He, F. Zhang, Y. Xin, C. Xu, X. Hu, X. Wu, Y. Yang, H. Tian, Nat. Rev. Chem. 2023, 7, 826.

[317] H. Moon, S.-J. Cho, D.-E. Yu, S.-Y. Lee, Energy Environ. Mater. 2023, 6, e12383.

[318] X. Zhao, Z. Gu, J. Guo, X. Wang, H. Liang, D. Xie, W. Li, W. Jia, X. Wu, Energy Environ. Mater. 2023, 6, e12474.

[319] Z. Chang, H. Yang, X. Zhu, P. He, H. Zhou, Nat. Commun. 2022, 13, 1510.

[320] S. Koymeth, M. Paluch, M. Dulski, Z. Wojnarowska, Nano Lett. 2025, 25, 9779.

[321] W. Bao, Y. Zhang, L. Cao, Y. Jiang, H. Zhang, N. Zhang, Y. Liu, P. Yan, X. Wang, Y. Liu, H. Li, Y. Zhao, J. Xie, Adv. Mater. 2023, 35, 2304712.

[322] J. Shen, W. Tian, S. Liu, H. Pan, C. Yang, H. Quan, S. Zhu, ACS Nano 2024, 18, 30716.

[323] N. Zhang, X. Dong, S. He, Z. Liang, W. Li, Q. Qian, C. Jiang, Nat. Commun. 2025, 16, 744.

[324] B. Guo, Y. Fu, J. Wang, Y. Gong, Y. Zhao, K. Yang, S. Zhou, L. Liu, S. Yang, X. Liu, F. Pan, Chem. Commun. 2022, 58, 8182.

[325] H. Liu, Y. Liao, C. Leung, Y. Zhang, Y. Yang, F. Liu, Y. Wei, C. Fan, S. Zhang, D. Wang, J. Yan, Q. Liu, C. Chung, Y. Ren, Y. Huang, J. Yang, Adv. Energy Mater. 2025, 15, 2402795.

[326] R. Fang, B. Xu, N. S. Grundish, Y. Xia, Y. Li, C. Lu, Y. Liu, N. Wu, J. B. Goodenough, Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 17701.

[327] Z. Jia, M. Jia, Q. Sun, N. Wang, Z. Bi, X. Guo, Energy Storage Mater. 2024, 68, 103325.

[328] J. Luo, M. Yang, D. Wang, J. Zhang, K. Song, G. Tang, Z. Xie, X. Guo, Y. Shi, W. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202315076.

[329] B. Hong, L. Gao, C. Li, G. Lai, J. Zhu, D. Huang, Y. Zuo, W. Yin, M. Sun, S. Zhao, J. Zheng, S. Han, R. Zou, Nat. Commun. 2025, 16, 143.

[330] T. Fuchs, T. Ortmann, J. Becker, C. G. Haslam, M. Ziegler, V. K. Singh, M. Rohnke, B. Mogwitz, K. Peppler, L. F. Nazar, J. Sakamoto, J. Janek, Nat. Mater. 2024, 23, 1678.

[331] Y. Nomura, K. Yamamoto, Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2203883.

[332] Y. Ye, Z. Gu, J. Geng, K. Niu, P. Yu, Y. Zhou, J. Lin, H. J. Woo, Y. Zhu, J. Wan, Nano Lett. 2025, 25, 3747.

[333] P. Wen, Y. Zhao, Z. Wang, J. Lin, M. Chen, X. Lin, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 8426.

[334] A. C. C. Dutra, B. A. Goldmann, M. S. Islam, J. A. Dawson, Nat. Rev. Mater. 2025, 10, 566.

[335] R. Li, P. Lu, X. Liang, L. Liu, M. Avdeev, Z. Deng, S. Li, K. Xu, J. Feng, R. Si, F. Wu, Z. Zhang, Y.-S. Hu, ACS Energy Lett. 2024, 9, 1043.

[336] S. Kim, H. R. Shin, K. J. Kim, M.-S. Park, J.-W. Lee, Carbon Energy 2024, 6, e525.

[337] G. Cen, H. Yu, R. Xiao, L. Ben, R. Qiao, J. Zhu, X. Zhang, G. Liu, K. Jiang, X. Yao, H. Zhang, X. Huang, Nat. Sustain. 2025, 8, 1360.

[338] W. Dou, Y. Tang, X. Xie, X. Liang, H. Qin, Z. Xiao, Y. Liu, C. Liang, X. Li, X. Ou, Adv. Funct. Mater. 2025,

[339] T. Tang, C. Sun, Y. Li, M. Tong, J. Lu, C. Lai, Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202417471.

[340] L. Chen, F. Yang, W. Wan, Q. Nie, H. Wang, Y. Cao, S. Li, Y. Huang, C. Wang, Adv. Funct. Mater. 2025, 35, e11188.

[341] G.-X. Li, R. Kou, A. Nguyen, K. Wang, Y.-S. Li, J. Lee, S. H. Kim, D. Wang, Nat. Energy 2025, 10, 941.

[342] X. Shi, J. Xie, J. Wang, S. Xie, Z. Yang, X. Lu, Nat. Commun. 2024, 15, 302.

[343] D. M. Reinoso, M. A. Frechero, Energy Storage Mater. 2022, 52, 430.

Rights & permissions

2025 The Author(s). Energy & Environmental Materials published by John Wiley & Sons Australia, Ltd on behalf of Zhengzhou University.