1. Joule：陽離子無序正極材料助力高倍率鋰離子電池
正極材料中的陽離子無序由于會導致鋰離子電池擴散緩慢因而不是實現(xiàn)高電化學活性的理想結(jié)構(gòu)，因此人們致力于開發(fā)具有良好陽離子有序結(jié)構(gòu)的電極材料的研究。本文報道了一類新的陽離子無序材料，它通過控制陽離子分布的方式而不是陽離子無序程度來實現(xiàn)合理的鋰離子擴散。通過調(diào)整合成過程中的溫度與Fe/Li比例制得的全陽離子無序型正極材料LiFeSO4F表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學性能。在高達100C的倍率下(放電時間僅36s)該材料仍有60 mAh/g的比容量，在5C充電20C放電的條件下循環(huán)2500次仍可以保持良好的容量保持率。
Kim M, et al. High Rate Li-Ion Batteries withCation-Disordered Cathodes. Joule, 2019.
DOI: 10.1016/j.joule.2019.01.002
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30030-3?rss=yes
2. Jean-Marie Tarascon最新Nat. Commun.：通過電化學制備無序Na3V2(PO4)2F3獲得更高能量的鈉離子電池
增加NaxV2(PO4)2F3 (NVPF)比能的一個明顯途徑是在高電位脫出第三個鈉，但DFT計算表明第三個鈉離子的脫出應該發(fā)生在電位> 4.9 V，這對現(xiàn)有的電解質(zhì)來說是過高的，因此NVPF中第三種鈉離子的可接近性仍然是一個懸而未決的問題。
在Jean-Marie Tarascon課題組為NVPF/C鈉電體系探索更好的電解質(zhì)的過程中，無意中通過延長高電位充電時間，觀察到了充放電電壓-成分曲線的變化（如電壓平臺），提供了一些在高電位下鈉電化學活性的暗示，這激發(fā)了研究者對高壓下NVPF氧化的深入探索。
隨后，該課題組證明了氧化直至4.8V（vs. Na+/Na0）后電化學去除近三個Na+的可行性，伴隨著新的無序四方對稱（空間群I4/mmm）“NVPF”相的形成，其可以在1-4.8 V內(nèi)、隨后的循環(huán)中可逆地嵌入/脫嵌三個Na+，最后一個以1.6 V 的電壓（Na+/Na0）重新嵌入。通過探索與新相相關的鈉驅(qū)動的結(jié)構(gòu)/電荷補償機制，發(fā)現(xiàn)該相在循環(huán)中保持無序，而其平均V氧化態(tài)從3變?yōu)?.5。基于該材料（正極）和碳(負極)的全鈉離子電池顯示總能量密度增加10-20％。此外，研究者展示了低壓電位的好處，以確保這些電池在低至0 V狀態(tài)下的使用。該研究結(jié)果為高性能鈉離子系統(tǒng)的開發(fā)提供了前所未有的見解。
Yan G, Mariyappan S, Rousse G, et al. Higher energy and safersodium ion batteries via an electrochemically made disordered Na3V2(PO4)2F3 material. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08359-y
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08359-y
3. 汪國秀&彭章泉Nat. Commun.：多功能的官能化離子液體以提高鋰氧電池溶液介導性
鋰-氧電池在充放電循環(huán)期間較大的過電位導致副產(chǎn)物的形成和短的循環(huán)壽命。悉尼科技大學Jinqiang Zhang、汪國秀和中科院長春應化所彭章泉團隊報道了帶有氧化還原活性2,2,6,6-四甲基-1-哌啶氧基部分--多功能TEMPO接枝離子液體（IL-TEMPO），具有氧化還原介體、氧梭、鋰金屬保護添加劑以及電解質(zhì)溶劑的多種功能。其中 n-/p-摻雜使IL-TEMPO起到氧化還原介體和氧梭的作用。
與純醚基電解質(zhì)相比，放電容量增加33倍，過電位降低至0.9 V的極低值。該離子液體還形成穩(wěn)定的SEI以抑制副反應，確保平滑的鋰剝離/電鍍。電解質(zhì)中離子液體的比例影響反應機理，高濃度下，形成無定形Li2O2作為放電產(chǎn)物，致致長循環(huán)壽命（>200循環(huán)）。此外，IL-TEMPO的獨特性能使電池能夠在惡劣的環(huán)境中（如在70 °C高溫下或空氣氣氛中）具有出色的電化學性能。
Zhang J, Sun B, Zhao Y, et al. A versatile functionalized ionicliquid to boost the solution-mediated performances of lithium-oxygen batteries.Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08422-8
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08422-8
4. Nature Commun.：-60 ℃溶液合成原子分散的鈷電催化劑
溫度可以控制溶液中合成產(chǎn)物的形態(tài)，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。由于熱力學和核形成的動力學，在低溫下溶液中的反應可能導致與在較高溫度下不同的材料。研究人員報道了一種低溫溶液合成法，以獲得在N摻雜中孔碳（NMC）基底上制得分離的Co原子作為ORR電催化劑。
與室溫條件下的常規(guī)溶液合成相反，在該合成方法中，通過使用具有低凝固點的水/醇混合溶劑，在-60 ℃下實現(xiàn)鈷前體與水合肼的液相還原，實現(xiàn)更高的能壘和緩慢的成核速率以抑制核形成，因此成功獲得原子分散的鈷。因其具有最大的原子效率和暴露更多的活性位點，在堿性和中性電解質(zhì)中具有高ORR活性和長期操作穩(wěn)定性。此外，將原子分散的鈷催化劑應用于微生物燃料電池中以獲得高的最大功率密度（2550±60 mW m-2）并且在操作820 h后沒有電流下降。
Huang K, Zhang L, Xu T, et al. ?60°C solution synthesis ofatomically dispersed cobalt electrocatalyst with superior performance. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08484-8
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08484-8
5.ACS Nano：鐵螯合劑鐵氧嘧啶和HIF1α抑制劑的靶向聯(lián)合給藥可抑制胰腺腫瘤的生長
快速生長的癌細胞對鐵有很強的依賴性。因此，除鐵藥物和鐵螯合劑在癌癥治療中有很好的應用前景。去鐵胺(DFO)是一種高效的鐵螯合劑，其循環(huán)半衰期短，并且還會誘導低氧誘導因子1α(HIF1α)過度表達。Lang等人發(fā)現(xiàn)DFO和HIF1α抑制劑利非西呱(YC1)聯(lián)用可以顯著提高DFO體外的抗腫瘤功效。
實驗使用轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1 (TFR1)靶向脂質(zhì)體來在小鼠模型中共同將DFO和YC1遞送到胰腺腫瘤。這種包封延長了DFO的循環(huán)時間，也通過EPR效應改善了其在腫瘤組織中的積累，促進了表達高水平TFR1的癌細胞對其的高效吸收。在進入腫瘤細胞后，該材料會釋放DFO和YC1，在皮下和原位異種胰腺癌移植中產(chǎn)生協(xié)同抗腫瘤作用。這一研究通過一個簡單的脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)克服了基于DFO的癌癥治療中的兩個主要難題，為鐵螯合在癌癥治療中的應用奠定了良好基礎。
Lang J Y, Zhao X, et al. Targeted Co-Deliveryof the Iron Chelator Deferoxamine and a HIF1α Inhibitor Impairs Pancreatic Tumor Growth. ACS Nano, 2019.
DOI: 10.1021/acsnano.8b08823
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b08823
6.董海峰＆張學記ACS Nano：外泌體介導的近紅外II區(qū)V2C量子點用于核靶向低溫光熱治療
NIR-I區(qū)光熱劑(PTAs)的穿透深度有限，加上熱休克蛋白(heat shock protein, HSP)引起的耐熱性都明顯限制了光熱治療(PTT)的療效。Cao等人設計了一種NIR-II區(qū)進行的低溫核靶向PTT策略。通過將碳化釩量子點PTA (V2C QDs)和外泌體(Ex)載體結(jié)合起來可以實現(xiàn)有效的腫瘤殺傷。實驗用TAT多肽修飾在NIR-II區(qū)具有良好光熱效應的熒光V2C QDs，并再經(jīng)RGD修飾得到V2C- TAT@Ex-RGD。這種納米顆粒具有良好的生物相容性、較長的循環(huán)時間和內(nèi)體逃逸能力，可靶向細胞并進入細胞核實現(xiàn)低溫PTT，具有較高的腫瘤殺傷效率。并且它還具有熒光成像、光聲成像(PAI)和磁共振成像(MRI)的能力。
Cao Y, Wu T T, et al. Engineered Exosomes-Mediated Near-Infrared-II Region V2C Quantum Dots Delivery for Nucleus-Target Low Temperature Photothermal Therapy. ACS Nano, 2019.
DOI: 10.1021/acsnano.8b07224
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acsnano.8b07224
7.AEM：超薄2D TiS2納米片用于高容量長壽命鈉離子電池
Shi-Wen Wang、ShunWang、Zhanliang Tao和Shu-Lei Chou團隊報道了通過使用Silverson型L5M剪切混合器將MP-TiS2剝離成超薄TiS2納米片，用于鈉離子電池中展示出優(yōu)異的循環(huán)性能（0.2 Ag-1下200次循環(huán)后386 mAh g-1）。穩(wěn)定的插層機制和超薄TiS2固有物理性質(zhì)的協(xié)同作用是長壽命和高倍率的原因。這種簡便的合成方法有望擴大超薄2D材料的制備。
Hu Z, Tai Z, Liu Q, et al. Ultrathin 2D TiS2 Nanosheets for High Capacity and Long‐LifeSodium Ion Batteries. Advanced Energy Materials, 2019.
DOI: 10.1002/aenm.201803210
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201803210
8.麥立強&周亮Nano Energy：Zn2+/Na+離子共嵌入的水溶液Zn//Zn(CF3SO3)2//Na3V2(PO4)3電池
水溶液鋅離子電池在固定式儲能領域表現(xiàn)出誘人的前景。水溶液鋅離子電池的實際應用依賴于可靠的新型正極材料的發(fā)展。武漢理工大學麥立強和周亮團隊發(fā)現(xiàn)具有NASICON 結(jié)構(gòu)的Na3V2(PO4)3正極材料能夠在單一組分的電解液2.0 M Zn(CF3SO3)2中同時實現(xiàn)Na+與Zn2+的嵌入與脫出。通過噴霧干燥法制備的Na3V2(PO4)3/rGO微球在50 mA/g的電流密度下能夠保持1.23 V的放電平臺，并釋放出高達113 mAh/g的放電比容量。在500 mA/g的電流密度下循環(huán)200周后的放電比容量為74 mAh/g。杰出的電化學性能歸功于穩(wěn)定開放的NASICON 晶體結(jié)構(gòu)、快速的離子擴散以及高效的電子傳遞。該工作表明發(fā)展在單一組分電解液中能夠?qū)崿F(xiàn)雜化離子嵌入與脫出的二次電池十分重要。
Hu P, et al. AqueousZn//Zn(CF3SO3)2//Na3V2(PO4)3 batteries with simultaneous Zn2+/Na+ intercalation/de-intercalation.Nano Energy, 2019.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.01.068
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519300886?dgcid=rss_sd_all
