通訊單位：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)1. 總結(jié)了水系鈉離子電池電極材料和全電池系統(tǒng)。2. 介紹了提升水系鈉離子電池電化學(xué)性能的策略。3. 提出了水系鈉離子電池一些重要的研究方向和挑戰(zhàn)。水系鈉離子電池(ASIBs)具有長循環(huán)安全性、成本低及環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。但是水系電解液的窄電壓窗口 (1.23 V)及其帶來的低能量密度和電極材料選擇限制、以及水和電極材料間副反應(yīng)等問題，阻礙了ASIBs在大規(guī)模儲(chǔ)能中的應(yīng)用。鑒于此，擴(kuò)大水系電解液電壓窗口、開發(fā)長壽命的穩(wěn)定電極材料成為ASIBs的研究焦點(diǎn)。在本文中，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)錢逸泰院士團(tuán)隊(duì)總結(jié)了最新應(yīng)用在ASIBs上先進(jìn)的正/負(fù)極材料，并通過電極材料、電解液和集流體三個(gè)角度重點(diǎn)討論了提高穩(wěn)定電壓窗口和構(gòu)建長循環(huán)壽命ASIBs的策略。最后，綜述簡要討論了ASIBs未來的挑戰(zhàn)和前景。要點(diǎn)1：正/負(fù)極電極材料的最新的進(jìn)展本文主要討論了如過渡金屬氧化物、普魯士藍(lán)衍生物、聚陰離子化合物、其他鈉基化合物四個(gè)類型的正極材料；聚陰離子化合物、普魯士藍(lán)衍生物、碳基有機(jī)材料三個(gè)類型的負(fù)極材料；同時(shí)還介紹了近幾年應(yīng)用在ASIBs的雙性電極材料（包括NaVPO4F、Na3MnTi(PO4)3等）。隨著水系電壓窗口的不斷拓寬，ASIBs涌現(xiàn)出多種可匹配出高放電電壓平臺(tái)的電池體系，文中進(jìn)行了歸納。圖2. 不同PH的水系電解質(zhì)的穩(wěn)定電壓窗口和正極/負(fù)極氧化還原電位。要點(diǎn)2：構(gòu)建高電壓長壽命ASIBs的策略本文重點(diǎn)從電極材料、電解液和集流體三個(gè)角度討論如何構(gòu)建高電壓、長壽命的ASIBs。電極材料：在既定的電解液中要選擇可充分利用電化學(xué)穩(wěn)定窗口的氧化還原電位電極材料，而通過電極材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，表面涂覆或摻雜，及構(gòu)建界面保護(hù)層或人工SEI可實(shí)現(xiàn)高電壓長循環(huán)ASIBs的構(gòu)建。而目前通過電解液構(gòu)建高電壓長壽命ASIBs的方法主要有：1）消除電解液的溶氧、調(diào)控電解液pH值；2）電解質(zhì)鹽的選擇和高濃度電解液的構(gòu)建；3）電解液添加劑。集流體：金屬集流體(不銹鋼網(wǎng)、鈦箔、鎳網(wǎng)等)的鈍化和防腐；選擇碳基集流體(石墨箔、碳紙等)。ASIBs未來挑戰(zhàn)和展望1）電極材料的進(jìn)一步優(yōu)化和開發(fā)；2）拓寬電化學(xué)穩(wěn)定性窗口，提高循環(huán)穩(wěn)定性；3）對(duì)ASIBs機(jī)制的深入研究；4）高能量密度、長壽命、可實(shí)際應(yīng)用的水系鈉離子全電池的開發(fā)。M. Liu, H. Ao, Y. Jin, Z. Hou, X. Zhang, Y. Zhu, Y. Qian. Aqueous rechargeable sodium ion batteries: developments and prospects. Materials Today Energy, 2020, 17: 100432. DOI: 10.1016/j.mtener.2020.100432.https://doi.org/10.1016/j.mtener.2020.100432朱永春，長期從事二次電池電極材料研究，研究涉及水系離子電池、高比容量鋰（鈉）離子電池機(jī)理及應(yīng)用基礎(chǔ)。2015年以來，以第一/通信作者在Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.、Adv .Energy Mater.、Adv. Funct. Mater.、Joule、 Angew. Chem. Int. Ed.、Chem、Nano Energy等發(fā)表SCI論文70余篇 ，其中影響因子10.0以上30余篇，H 因子44。錢逸泰，1997年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士。曾獲2001年度國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、2002年安徽省重大科技成就獎(jiǎng)、2011年高等學(xué)?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果一等獎(jiǎng)等多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)。在Science, J. Amer. Chem. Soc. 等國際雜志上發(fā)表1000余篇論文，被他引20000余次。培養(yǎng)了一百多名博士，8人獲國家杰出青年基金，6人被評(píng)為“長江學(xué)者”，7人獲得中科院百人計(jì)劃， 2人獲得“優(yōu)青”，1人被評(píng)為“泰山學(xué)者”。Materials Today Energy 是Materials Today 家族的一本能源期刊，首發(fā)2017年。內(nèi)容涵蓋各種能源材料及器件，基礎(chǔ)與應(yīng)用，政策和標(biāo)準(zhǔn)。編輯和編委全部都是活躍在科研第一戰(zhàn)線的能源材料科學(xué)家，他們不舍得放過一篇優(yōu)秀稿件！一旦接收，迅速上網(wǎng)，而且優(yōu)秀工作將通過華人網(wǎng)絡(luò)渠道廣為宣傳。產(chǎn)能儲(chǔ)能運(yùn)能轉(zhuǎn)能但求精華只要你的研究有助于保護(hù)我們共同的地球，我們就有興趣幫你發(fā)表出來。
