1. Science Advances：高熵納米粒子在極端負(fù)載過程中無定形化變形防止損壞
在未來苛刻的使用條件中，人們更加需要材料保持較高的強度，通過發(fā)生形變免于受到非持續(xù)性損害。一些高熵合金材料是最有可能滿足此類要求的材料，其具有優(yōu)異的加工硬化能力、韌性。有鑒于此，加州大學(xué)伯克利分校Robert O. Ritchie、加州大學(xué)圣迭戈分校Marc A. Meyers等報道了構(gòu)建等原子含量CrMnFeCoNi高熵合金材料，該材料在模鍛過程中展示了嚴(yán)重的塑性變形，隨后分別通過準(zhǔn)靜態(tài)壓縮、動態(tài)的剪切變形，作者觀測到形成了一種含有堆垛層錯，孿晶，相變的結(jié)構(gòu)，而且在面心立方、六方致密、無定形結(jié)構(gòu)中都存在。1）作者觀測到，沿著{111}晶面?zhèn)鞑サ亩讯鈱渝e、孿晶導(dǎo)致形成了高度變形的區(qū)域，并且其結(jié)構(gòu)能夠重構(gòu)為六邊形區(qū)域。當(dāng)其中的缺陷濃度達(dá)到一個臨界值，能夠形成無定形結(jié)構(gòu)區(qū)域。此類結(jié)構(gòu)區(qū)域具有優(yōu)異的力學(xué)性質(zhì)，為進(jìn)一步強化、增韌提供方法，改善此類合金材料能夠用于極端載荷過程。
Shiteng Zhao et al. Amorphization in extreme deformation of the CrMnFeCoNi high-entropy alloy, Science Advances, 2021, 7(5), eabb3108DOI: 10.1126/sciadv.abb3108https://advances.sciencemag.org/content/7/5/eabb3108
2. Science Advances：一類高熱釋電性能分子鐵電材料
雖然鐵電材料具有較高的熱釋電系數(shù)，此類材料的熱釋電系數(shù)品質(zhì)因數(shù)FOM（figures of merit）由于其較高的介電常數(shù)受到較大抑制，這是因為FOMs和介電常數(shù)之間呈反比。有鑒于此，華中科技大學(xué)張光祖，北京理工大學(xué)洪家旺、黃厚兵，賓州州立大學(xué)Qing Wang等報道了鐵電性分子，[Hdabco]ClO4、[Hdabco]BF4 (dabco=二氮雜二環(huán)[2.2.2]辛烷)，此類分子展示了比目前鐵電材料更高的非尋常鐵電行為和熱釋電FOM性質(zhì)。與此同時，這種非尋常分子鐵電性質(zhì)的熱釋電系數(shù)比性能最好的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3材料提高一個數(shù)量級。1）通過第一性原理、熱動力學(xué)計算，作者展示了系統(tǒng)序參量（order parameter），比如陰離子的旋轉(zhuǎn)角和極化等，之間的強耦合現(xiàn)象，導(dǎo)致了該鐵電分子中展示了巨熱電系數(shù)。由于這種鐵電分子制備方法簡單、能夠形成自發(fā)極化現(xiàn)象，該類型的鐵電分子在高性能熱釋電器件領(lǐng)域展示了廣泛應(yīng)用前景。
Wenru Li et al., Improper molecular ferroelectrics with simultaneous ultrahigh pyroelectricity and figures of merit, Science Advances, 2021, 7(5), eabe3068DOI: 10.1126/sciadv.abe3068https://advances.sciencemag.org/content/7/5/eabe3068
3. Science Advances：銨葉立德[2,3]-σ-重排反應(yīng)合成含氮多環(huán)分子
銨葉立德（ammonium ylides）的[2,3]-σ-重排反應(yīng)是一種非常基礎(chǔ)的立體選擇性合成含氮有機化合物的方法學(xué)，但是目前構(gòu)建銨葉立德的反應(yīng)條件溫和、簡單方便的方法仍極為缺少。有鑒于此，重慶大學(xué)張敏、藍(lán)宇等報道了一種Ag催化多米諾催化反應(yīng)/銨葉立德[2,3]-σ-重排反應(yīng)方法學(xué)，能夠以極高的對映選擇性（達(dá)到99 % ee）反應(yīng)生成含有手性氮雜雙環(huán)結(jié)構(gòu)，分子中含有四級立體碳中心橋接原子結(jié)構(gòu)。1）該反應(yīng)具有廣泛的應(yīng)用范圍，廣泛的底物兼容性，支持生成N雜雙環(huán)物種，而且不同環(huán)大小的分子都能夠合成。此外，作者發(fā)現(xiàn)，除了銀鹽作為催化劑，該反應(yīng)在化學(xué)計量比的非金屬I2同樣能夠促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。2）作者通過將DFT計算、實驗方法結(jié)合，發(fā)現(xiàn)在該反應(yīng)中，水分子對于實現(xiàn)溫和反應(yīng)條件非常重要，具體H2O通過作為質(zhì)子穿梭作用促進(jìn)C-Ag鍵質(zhì)子化、C2-H去質(zhì)子化，從而生成銨葉立德。
Song Xi et al. Lewis acid–catalyzed domino generation/[2,3]-sigmatropic rearrangement of ammonium ylides to access chiral azabicycles, Science Advances, 2021, 7(5), eabd5290DOI：10.1126/sciadv.abd5290https://advances.sciencemag.org/content/7/5/eabd5290
4. AM: 雜化核-殼納米結(jié)構(gòu)的一種通用可編程生長策略
核殼和空心納米結(jié)構(gòu)因其在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的廣泛而受到人們的廣泛關(guān)注。然而，它們在實現(xiàn)可控制的，甚至是編程的，大規(guī)模合成核殼結(jié)構(gòu)方面仍然是一項巨大的挑戰(zhàn)。有鑒于此，臥龍崗大學(xué)竇士學(xué)(Shi Xue Dou)教授和Long Ren等人，提出了使用液態(tài)金屬（LM）液滴作為可重整模板以可編程方式制備復(fù)雜核-殼納米結(jié)構(gòu)的一般方法，并展示了在一個超聲系統(tǒng)中觸發(fā)局部電化學(xué)置換反應(yīng)的方法。1）報告了一種通過使用液態(tài)金屬（LM）納米液滴作為可重整模板來實現(xiàn)核-殼納米結(jié)構(gòu)的可編程增長的合成方法，可以合成具有在Ga，In，Sn，Zn和其他合適的金屬，以及可在WOx，MoOx，VOx，MnO2，Cu和其他可能的金屬/金屬氧化物之間編程的外殼組成。可以實現(xiàn)對異質(zhì)產(chǎn)品的核心層和外殼層的高水平成分多樣性控制和定量調(diào)控，這是固態(tài)模板合成路線無法實現(xiàn)的。2）LM的低粘度，弱原子間相互作用（在室溫/接近室溫（RT）時處于液態(tài)）沒有任何晶格約束，因此此類LM可以流動并且其內(nèi)部的原子能夠自由移動。屬于金屬或合金的類別，不同于現(xiàn)有的作為非犧牲性軟模板的聚合物膠束或囊泡，這些LM的表面（例如Ga和Ga基低共熔合金）適合作為反應(yīng)物，例如在電反應(yīng)中，LM已成功測試了作為此類反應(yīng)物的應(yīng)用。利用這些特性，通過超聲處理在LM乳液形成過程中觸發(fā)原位納米尺度的電化學(xué)置換反應(yīng)，展示了一種通用且簡便的合成策略，可以大規(guī)模生產(chǎn)化學(xué)性質(zhì)、均一性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及孔徑分布可控的核-殼納米結(jié)構(gòu)。3）研究發(fā)現(xiàn)，LM體/表面的界面電反應(yīng)和原子的動態(tài)排列均由熱力學(xué)決定。因此，通過在周圍環(huán)境中配置反應(yīng)離子和/或在LM中使各種反應(yīng)性金屬元素合金化，可以更好地調(diào)控最終異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)中核-殼的組成。通過這種策略，成功地對復(fù)雜核殼納米結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)進(jìn)行了定制化編程，包括多元素組合的核殼納米粒子(NPs)的可控構(gòu)建和殼材料的定量控制。
納米合成學(xué)術(shù)QQ群：1050846953Long Ren et al. General Programmable Growth of Hybrid Core–Shell Nanostructures with Liquid Metal Nanodroplets. Advanced Materials, 2021.DOI: 10.1002/adma.202008024https://doi.org/10.1002/adma.202008024
5. AM：一種多任務(wù)MXene油墨助力用于全柔性自供電集成系統(tǒng)的高性能可打印微電化學(xué)儲能器件
物聯(lián)網(wǎng)、個人健康監(jiān)測系統(tǒng)和智能城市等對于人類的未來發(fā)展具有廣闊的應(yīng)用前景。為了實現(xiàn)這一雄心勃勃的目標(biāo)，具有可穿戴、環(huán)保和安全的電子產(chǎn)品至關(guān)重要。然而，利用多功能材料大規(guī)模制造可自給自足的電子系統(tǒng)仍然面臨著巨大的挑戰(zhàn)。近日，中科院大連化物所吳忠?guī)浹芯繂T，陜西師范大學(xué)劉生忠教授報道了一種可作為無添加劑的高電容電極、敏感的壓敏材料、高導(dǎo)電集電器、無金屬互連和導(dǎo)電粘合劑的多功能水系可印刷MXene油墨。1）通過直接絲網(wǎng)印刷這種MXene油墨，研究人員在不同的襯底（A4紙，木材，織物，SiOx涂層的不銹鋼等）上制作了MXene基微超級電容器（MX-MSCs）和鋰離子微電池（MX-LIMBs）。所制備的MX-MSCs具有1.1 F cm?2的超高面電容，串聯(lián)的MX-MSCs提供了60 V的記錄電壓。MX-LIMBs具有154 μWh cm?2的穩(wěn)定面能量密度。2）研究人員通過串聯(lián)太陽能電池，LIMBs和MXene水凝膠壓力傳感器的無縫集成，展示了一種基于多任務(wù)Mxene油墨在單一基底上的全柔性自供電集成系統(tǒng)。值得注意的是，該集成系統(tǒng)對人體運動異常敏感，具有35毫秒的快速響應(yīng)時間。這種多用途Mxene油墨為推動未來的智能電器開辟了一條新途徑。
Shuanghao Zheng, et al, Multitasking MXene Inks Enable High-Performance Printable Microelectrochemical Energy Storage Devices for All-Flexible Self-Powered Integrated Systems, Adv. Mater. 2021DOI: 10.1002/adma.202005449https://doi.org/10.1002/adma.202005449
6. AM：用于低過電位下選擇性CO2電催化的2D銅四羥基醌導(dǎo)電金屬-有機骨架
金屬有機骨架（MOF）是一種很有前途的電催化材料，但現(xiàn)有的大多數(shù)MOF缺乏導(dǎo)電性，從而限制了其在該領(lǐng)域的有效利用。近日，美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校Amin Salehi-Khojin，阿貢國家實驗室Larry A. Curtiss報道了一種具有具有優(yōu)異的電催化活性的2D銅（Cu）基導(dǎo)電MOF，即銅四羥基醌（Cu-THQ），其在低過電位下，可催化水中二氧化碳還原反應(yīng)（CO2RR）。1）實驗結(jié)果顯示，平均橫向尺寸為140 nm的Cu-THQ納米片（NFs）對催化CO2RR反應(yīng)具有可忽略的16 mV過電位，相對于RHE，在-0.45 V時的高電流密度達(dá)到了173 mA cm-2 ，對CO產(chǎn)生的平均法拉第效率（FE）約為91％，同時周轉(zhuǎn)頻率高達(dá)20.82 s-1。在低過電位范圍內(nèi)，其CO生成電流密度分別是目前最先進(jìn)的MOF催化劑和MOF衍生催化劑的35倍和25倍以上。2）operando Cu K邊X射線近邊吸收譜和密度泛函理論計算表明，在CO2RR過程中存在還原的Cu（Cu+）物種，反應(yīng)后Cu（Cu+）可逆地轉(zhuǎn)化為Cu2+。這種具有突出CO2RR電催化性能的導(dǎo)電MOFs（c-MOFs）為設(shè)計具有高能量密度的電化學(xué)體系開辟了一條新的途徑。
多孔材料學(xué)術(shù)QQ群：813094255Leily Majidi, et al, 2D Copper Tetrahydroxyquinone Conductive Metal–Organic Framework for Selective CO2 Electrocatalysis at Low Overpotentials, Adv. Mater. 2021DOI: 10.1002/adma.202004393https://doi.org/10.1002/adma.202004393
7. AM: 尖端增強電場：在析氧反應(yīng)中促進(jìn)傳質(zhì)的新機制
析氧反應(yīng)(OER)動力學(xué)較慢會導(dǎo)致電化學(xué)水分解的高功耗。已經(jīng)嘗試了各種策略來加快OER速率，但在大電流密度下，尤其是在傳質(zhì)因子主導(dǎo)反應(yīng)的情況下，對調(diào)控反應(yīng)物的輸運的研究很少。有鑒于此，清華大學(xué)深圳國際研究生院楊誠和南洋理工大學(xué)范紅金等人，采用NixFe1-x合金納米錐陣列（表面NiO/NiFe(OH)2層≈2 nm）來促進(jìn)反應(yīng)物的傳輸。1）首次嘗試通過控制電極的形態(tài)調(diào)控局部電場分布，從而優(yōu)化活性位點上OER過程反應(yīng)物的傳質(zhì)過程。有限元分析表明，高曲率尖端可以增強局部電場，從而在活性位點誘導(dǎo)更高濃度的氫氧根離子（OH-）濃度，并在1.5 V時將固有OER活性提高67％。2）實驗結(jié)果結(jié)果表明，具有優(yōu)化合金成分的鎳鐵納米錐陣列電極在10 mA cm-2下具有190 mV的小過電位，在500 mA cm-2下具有255 mV的小過電位。3）當(dāng)通過電化學(xué)表面積進(jìn)行校準(zhǔn)時，納米錐電極的性能優(yōu)于目前最先進(jìn)的OER電催化劑。通過比較不同尖端曲率半徑的樣品，也證實了尖端增強的局部電場對促進(jìn)傳質(zhì)的積極作用。鑒于納米錐陣列電極的制備方法簡易且可規(guī)模化、優(yōu)異的OER性能與在大電流密度下的長期耐久性，有望將其應(yīng)用于實際工業(yè)堿性電解水裝置中。總之，這種局部電場增強動力學(xué)的效應(yīng)應(yīng)該具有普適性，從而有助于設(shè)計開發(fā)更多的納米電催化劑。
電催化學(xué)術(shù)QQ群：740997841Peng Liu et al. Tip‐Enhanced Electric Field: A New Mechanism Promoting Mass Transfer in Oxygen Evolution Reactions. Advanced Materials, 2021.DOI: 10.1002/adma.202007377https://doi.org/10.1002/adma.202007377
8. AM：在合金-聚合物復(fù)合電解質(zhì)中構(gòu)建富鋰人工SEI層以實現(xiàn)高離子電導(dǎo)率用于全固態(tài)鋰金屬電池
固體電解質(zhì)具有高機械強度和高熱穩(wěn)定性，可以防止泄漏事故的發(fā)生，甚至可以起到堅固的屏障作用，避免鋰枝晶的滲透。因此，通過使用固體電解質(zhì)，鋰金屬可以直接用作鋰離子電池（LIBs）負(fù)極，以獲得更高的能量密度，并確保其安全性。近日，華南理工大學(xué)朱敏教授，胡仁宗教授報道了為了獲得具有高離子導(dǎo)電性的固體電解質(zhì)，在聚合物基聚氧乙烯-雙(三氟甲磺酰亞胺)鋰復(fù)合固體電解質(zhì)（PEOm）中加入Li基合金，構(gòu)建了厚度約60 nm的人工富鋰界面層。1）高分辨透射電子顯微鏡和電子能量損失譜表明，在Li基合金顆粒周圍形成了一層具有非晶態(tài)特征的人工界面層，Li元素在界面上呈梯度分布。電化學(xué)分析和理論模擬結(jié)果顯示，界面層為PEOm-Li21Si5復(fù)合固體電解質(zhì)提供了快速的離子傳輸路徑，對實現(xiàn)高穩(wěn)定的離子導(dǎo)電性起著關(guān)鍵作用。2）實驗結(jié)果顯示，PEOm-5%Li21Si5復(fù)合電解質(zhì)在30 °C和45 °C時的離子電導(dǎo)率分別為3.9×10-5 S cm?1和5.6×10-4 S cm?1。所開發(fā)的LiFePO4|PEOm-5%Li21Si5|Li全固態(tài)電池在0.2 C和30°C循環(huán)100次后容量穩(wěn)定在129.2 mA h g?1，在0.5 C和45 °C循環(huán)200次后容量穩(wěn)定在111.3 mA h g-1，表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和高倍率性能。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072
Yuxuan Liu, et al, Constructing Li-Rich Artificial SEI Layer in Alloy-Polymer Composite Electrolyte to Achieve High Ionic Conductivity for All Solid-State Lithium Metal Batteries, Adv. Mater. 2021DOI: 10.1002/adma.202004711https://doi.org/10.1002/adma.202004711
9. AM：RhSe2：一種具有多活性表面的用于酸、堿性析氫反應(yīng)的3D型電催化劑
層狀2D材料具有面積大、活性好、制備簡單等優(yōu)點，是一類重要的析氫（HER）電催化劑。然而，理論計算表明，只有2D納米薄片的邊緣起到了活性中心的作用，而更大的基面則表現(xiàn)出被動活性。近日，臺州學(xué)院Wenwu Zhong報道了一種3D過渡金屬硒化物RhSe2優(yōu)異HER電催化劑。1）研究人員采用簡單的固相合成方法制備了RhSe2樣品，并測定了其在酸性和堿性溶液中的電催化活性。作為對比，還合成了IrSe2和PtSe2，并對其進(jìn)行了測試，以突出RhSe2的優(yōu)越電催化性能。2）密度泛函理論（DFT）計算表明，RhSe2的多個晶面表現(xiàn)出接近零的ΔGH，結(jié)果表明，RhSe2樣品具有大量活性位點。在酸性條件下，具有低Se配位的Rh位點起著活性中心的作用，這使得修飾的Kubas介導(dǎo)的HER途徑成為可能。而Kubas配合物的存在消除了由表面氫擴散和質(zhì)子-電子結(jié)合引起的高反應(yīng)勢壘。相反，Se位點在堿性溶液中更具活性，限速步驟是Volmer反應(yīng)，這與Tafel斜率相一致。3）實驗結(jié)果顯示，RhSe2樣品表現(xiàn)出優(yōu)異的HER活性，在電流密度為10 mA cm-2時，其在酸性介質(zhì)中的過電位為49.9 mV，在堿性介質(zhì)中的過電位為81.6 mV。
電催化學(xué)術(shù)QQ群：740997841Wenwu Zhong, et al, RhSe2: A Superior 3D Electrocatalyst with Multiple Active Facets for Hydrogen Evolution Reaction in Both Acid and Alkaline Solutions, Adv. Mater. 2021DOI: 10.1002/adma.202007894https://doi.org/10.1002/adma.202007894
10. AFM：Ni2+可控?fù)诫s對Mn2O3正極中錳溶解的抑制作用助力高性能鋅離子電池
錳基材料被認(rèn)為是水基鋅離子電池（ZIBs）的潛在正極材料。然而，錳的溶解導(dǎo)致容量的急劇下降和緩慢的電化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)仍然是制約其進(jìn)一步發(fā)展的主要瓶頸。有鑒于此，華中科技大學(xué)黃云輝教授，泰國朱拉隆功大學(xué)Jiaqian Qin，燕山大學(xué)Xinyu Zhang報道了一種NiMn層狀雙氫氧化物衍生的Ni摻雜的Mn2O3（NM）以抑制Mn的溶解。1）研究發(fā)現(xiàn)，Ni2+的引入可以促進(jìn)電子重排并增強電導(dǎo)率，最終改善NM的反應(yīng)動力學(xué)和電化學(xué)性能。而且，摻雜的Ni2+可以通過降低形成能來有效地穩(wěn)定Mn2O3的Mn-O鍵。此外，研究人員還揭示了基于H+和Zn2+同時插入和轉(zhuǎn)化的存儲機理。2）實驗結(jié)果顯示，Ni摻雜的Mn2O3的高比容量為252 mAh g-1（0.1 A g-1），是純Mn2O3（72 mAh g-1）的三倍。與Mn2O3正極（49.7％）相比，容量保持率（在1.0 A g-1下2500個循環(huán)后達(dá)到85.6％）也更為出色。值得注意的是，使用Ni摻雜的Mn2O3正極已實現(xiàn)327.6 Wh kg-1的超高能量密度，這表明錳和其他過渡金屬離子的協(xié)同作用為ZIBs的未來發(fā)展提供了一種有效途徑。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072Dongdong Zhang, et al, Inhibition of Manganese Dissolution in Mn2O3 Cathode with Controllable Ni2+ Incorporation for High-Performance Zinc Ion Battery, Adv. Funct. Mater. 2021DOI: 10.1002/adfm.202009412https://doi.org/10.1002/adfm.202009412
11. Materials Today綜述：非鋰離子電池正極材料晶體缺陷調(diào)節(jié)研究進(jìn)展與挑戰(zhàn)
非鋰離子（Na/K/Mg/Ca/Zn/Al-ion）電池（NLIBs）憑借其在資源和生產(chǎn)成本方面的巨大優(yōu)勢，在大規(guī)模儲能技術(shù)中作為鋰離子電池的替代或補充技術(shù)已成為人們關(guān)注的焦點。在過去的幾年里，人們通過新的正極材料或優(yōu)化現(xiàn)有的正極材料來開發(fā)各種用于NLIBs的高性能正極材料。作為突破固有晶格瓶頸的一種有效的優(yōu)化策略，晶體缺陷調(diào)節(jié)引起了人們的廣泛關(guān)注，并已應(yīng)用于大量正極材料中。正極材料中合適的晶體缺陷可以增強電化學(xué)反應(yīng)性，電子電導(dǎo)率，離子擴散率和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而提高電池的容量，倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。有鑒于此，武漢理工大學(xué)麥立強教授，安琴友副研究員闡明了不同缺陷對電化學(xué)性能的積極作用和工作機理，總結(jié)了NLIBs正極材料上晶體缺陷調(diào)節(jié)的典型和最新研究進(jìn)展，并為開發(fā)有效的晶體缺陷調(diào)制提供了未來的方向。1）從熱力學(xué)第二定律來看，自然界中不存在“理想的晶體”，因此，晶體缺陷必不可少。事實上，晶體缺陷會直接影響固態(tài)材料的化學(xué)和物理性能。對于金屬離子電池正極材料來說，晶體缺陷可以通過改變熱力學(xué)和動力學(xué)來影響其電化學(xué)行為。作者總結(jié)了晶體缺陷在NLIBs正極材料中的主要作用相關(guān)的基本機制。2）作者綜述了NLIBs正極材料中陽離子取代和陰離子取代的最新研究進(jìn)展，并闡明了其改善電化學(xué)性能的積極作用和機理。隨后，對用于NLIBs的陽離子預(yù)嵌插正極材料的最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并總結(jié)了各種間隙陽離子對提高電化學(xué)性能的作用。3）空位的形成會影響正極材料的局域結(jié)構(gòu)和電荷分布，對正極材料的電化學(xué)性能有重要的影響，根據(jù)相應(yīng)晶格上缺失離子的種類，空位缺陷可分為陰離子空位和陽離子空位。作者總結(jié)了有關(guān)NLIBs正極材料中空位缺陷的最新研究進(jìn)展。4）陽離子無序通常受替代雜質(zhì)的影響，但它是一種不同于替代雜質(zhì)的晶體缺陷。根據(jù)涉及的陽離子種類，陽離子無序可分為A/TM無序和TM/TM無序（A=堿金屬或堿土金屬，TM=過渡金屬）。5）充放電過程中電極材料的結(jié)構(gòu)破壞（非晶化）被認(rèn)為是容量衰減的重要原因之一。有序結(jié)構(gòu)崩潰后，有序原子排列提供的離子儲存位點可能失去作用。有趣的是，一些特殊的非晶態(tài)材料可以為離子存儲提供無序的骨架，甚至表現(xiàn)出比它們的晶體類別更好的電化學(xué)性能。作者總結(jié)了這些特殊的非晶態(tài)電極材料，并探討了這些意外特性的起源。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072F. Xiong et al., Crystal defect modulation in cathode materials for non-lithium ion batteries: Progress and challenges, Materials Today, (2021)DOI: 10.1016/j.mattod.2020.12.002https://doi.org/10.1016/j.mattod.2020.12.002
12. EnSM：用于高電壓金屬鋰電池長壽命循環(huán)的氰基增強的原位聚合物電解質(zhì)
固態(tài)聚合物電解質(zhì)（SSPEs）有望提高金屬鋰電池（LMBs）的能量密度和安全性。然而，由于環(huán)氧乙烷（EO）鏈段的氧化分解電位較低以及聚合物基質(zhì)在室溫下的結(jié)晶度較高，采用傳統(tǒng)的EO基SSPE制成的高電壓LMBs的循環(huán)性能較差。近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所崔光磊研究員報道了通過丙烯酸-2-氰乙酯與聚乙二醇甲醚丙烯酸酯的原位共聚，制備了一種氰基增強的SSPE，以改善高電壓LMBs的循環(huán)性能。1）研究發(fā)現(xiàn)，在這種SSPE中，具有低的負(fù)靜電勢的-C≡N可以在充電過程中優(yōu)先且強烈地與LiCoO2相互作用，從而有效地抑制了EO鏈段的分解。由此形成了富含-C≡N和富含LiF的穩(wěn)定正極電解質(zhì)中間相（CEI），這進(jìn)一步提高了EO基SSPE與LiCoO2正極的相容性。此外，這種原位聚合策略不僅簡化了制備過程，而且有效抑制了SSPE的結(jié)晶。2）實驗結(jié)果顯示，基于這種SSPE制備的LiCoO2/Li基電池具有出色的可循環(huán)性，60 ℃，4.4 V下進(jìn)行500次循環(huán)后，其容量保持率為80.7％，室溫4.5 V下經(jīng)過100次循環(huán)后，容量保持率為93.5％。這種簡單有效的氰基增強設(shè)計策略對用于高電壓LMBs的EO基SSPE的合理設(shè)計具有里程碑式的重要意義。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072Zhaolin Lv , Qian Zhou , Shu Zhang , Shanmu Dong , Qinglei Wang , Lang Huang , Kai Chen , Guanglei Cui , Cyano-reinforced in-situ polymer electrolyte enabling long-life cycling for high-voltage lithium metal batteries, Energy Storage Materials (2021),DOI：10.1016/j.ensm.2021.01.017https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.01.017
