Ice‐templating, a versatile manufacturing process, is widely utilized to create porous materials by freezing aqueous solutions. Notably, this technique is material independent, allowing for the fabrication of microstructured bulk or sheet materials of ceramic, glass, metal, polymer, and composite materials. Herein, the influence of freeze‐cast zinc electrodes on zinc–air batteries is investigated. The analysis includes the charge and discharge cycling behavior of pure powder, gel matrix, and sintered freeze‐cast zinc electrodes, complemented by the study of the distribution of relaxation times. Remarkably, the best cycling performance is achieved with the combination of a gel electrolyte and a freeze‐cast zinc electrode, highlighting the potential significance of this microstructure–electrolyte pairing for enhancing the performance of zinc–air batteries.

Abstract This study presents a novel method for determining the threshold plating current in lithium-ion batteries using electrical measurements. Lithium plating is a primary cause of battery degradation and potential safety risks. Understanding the factors that lead to lithium plating is crucial for ensuring the safe operation of lithium-ion battery systems. Conventional methods for identifying the charging current that leads to plating are time consuming, involve multiple cycles, and are not accurate. In this study, a novel method was proposed and tested on commercial Panasonic and Sony lithium-ion battery cells under various charging currents and low temperature conditions. In the AC method, a pair of battery cells is used. A sinusoidal current is applied to the test cell, simultaneously the reference cell undergoes a relaxation phase after the charging phase. To accurately determine the threshold plating current, differential voltage analysis (DVA) is employed. DVA identifies the voltage plateau observed in the discharge phase, when plating occurs. Our method was validated using the iterative approach, which involves gradually adjusting the charging current to determine the point at which plating begins. The results showed that the AC method achieved accurate results, with deviations between the methods being less than 100 mA.

The power supply system in space plays a crucial role in determining the operational lifespan of spacecraft while in orbit. Studying the comprehensive performance and degradation process of the system is challenging due to various influencing factors. This paper presents a dynamic model that examines the thermal-electrical coupling performance of the space power supply system. Additionally, a degradation assessment strategy has been developed to investigate the degradation mechanism of battery packs under the compounded effects. The analysis also considers the effect of packing on the energy storage battery pack. The thermal-electrical coupling model and degradation strategy have undergone numerical evaluation, demonstrating their ability to effectively simulate the performance changes and degradation of the space power supply system. The comprehensive thermal-electrical investigation offers a novel outlook on the on-orbit space power supply system. This study aims to enhance the operational reliability of satellite space power supply systems, particularly energy storage battery packs, in challenging space working conditions.