我们不生产能量,我们只是能量的搬运工 —《无机材料学报》近期储能电池材料专题精选

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1. 碳纤维正极的固态锂电池：安全、强劲、耐久
基于石榴石固体电解质的固态锂电池有效避免了有机电解液易燃的安全问题，但是固体电解质和固体电极之间的界面阻抗较大, 导致循环性能不佳。中国科学院上海硅酸盐研究所的郭向欣研究员（本刊编委）采用三种不同的导电碳构筑 LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂基正极，与Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂  陶瓷固体电解质构成的固态锂电池。充电到高电压时气相生长碳纤维比科琴黑和超导炭黑引起的副反应更少，减少了对电池内阻有不利影响的碳酸盐类副产物，展现出更优异的循环性能。 原文链接：http://www.jim.org.cn/CN/10.15541/jim20170167 
引用本文：Fu-Ming DU, Ning ZHAO, Rui FANG, Zhong-Hui CUI, Yi-Qiu LI, Xiang-Xin GUO. Influence of Electronic Conducting Additives on Cycle Performance of Garnet-based Solid Lithium Batteries[J]. Journal of Inorganic Materials, 2018, 33(4): 462-468.
2.锂盐电解质：为高能量密度电池保驾护航
锂离子电池电解液中不同种类的锂盐及其在溶液中不同的溶剂化状态, 会对电极/电解液界面的成膜性能和锂离子的迁移行为等产生重要影响。清华大学锂离子电池实验室主任何向明教授介绍了近年来新型电解质锂盐的性质特点和在不同种类电池中的应用。采用多盐体系电解液可以拓宽电池工作温度、抑制金属离子溶出和提高倍率性能。而高浓度电解液可以防止石墨剥离、拓宽电解液电化学窗口、抑制铝箔腐蚀和提高金属锂沉积/溶出性能。 
原文链接：http://www.jim.org.cn/CN/10.15541/jim20170523 
引用本文：Guo-Qiang MA, Zhi-Min JIANG, Hui-Chuang CHEN, Li WANG, Jing-Bo DONG, Jian-Jun ZHANG, Wei-Guo XU, Xiang-Ming HE. Research Process on Novel Electrolyte of Lithium-ion Battery Based on Lithium Salts[J]. Journal of Inorganic Materials, 2018, 33(7): 699-710.
3. 备受瞩目的钛酸锂负极：谭毅教授的倾力综述
尖晶石结构的钛酸锂具有较高的脱嵌锂电位平台、优异的循环稳定性、以及突出的安全性能，但是存在本征导电率低，理论容量小等缺陷, 极大限制了其规模化应用。大连理工大学的谭毅教授总结了尖晶石型钛酸锂材料在结构形貌、制备方法和性能方面的研究进展，深入分析和讨论了离子掺杂、碳表面改性和纳米化等改性方法对尖晶石型钛酸锂综合电化学性能的改善效果，并展望了其作为锂离子电池负极材料未来的发展方向。 
原文链接：http://www.jim.org.cn/CN/10.15541/jim20170330 
引用本文：Yi TAN, Bing XUE. Research Progress on Lithium Titanate as Anode Material in Lithium-ion Battery[J]. Journal of Inorganic Materials, 2018, 33(5): 475-482.
4. Fe2O3 纳米纤维：为大倍率下的锂电池增寿

Fe₂O₃ 作为锂离子电池负极材料具有理论比容量高和价格低廉等特点，但是在锂脱嵌过程中体积会发生剧烈变化, 导致材料结构崩塌, 继而在集流体上粉化并脱落。南昌大学的蔡建信副教授以不同质量比的PVP/FeCl₃溶液为前驱体, 采用静电纺丝技术, 得到不同直径的 Fe₂O₃ 纳米纤维负极材料。研究结果表明，直径为 160 nm 的 Fe₂O₃ 纳米纤维负极材料的倍率性能和循环性能最佳，在2 A/g电流密度下循环70 次后放电比容量依然有439.1 mAh/g。

原文链接：http://www.jim.org.cn/CN/10.15541/jim20170095 
引用本文：Jian-Xin CAI, Zhi-Peng LI, Wei LI, Peng-Fei ZHAO, Zhen-Yu YANG, Ji YU. Synthesis and Electrochemical Performance of Fe₂O₃  Nanofibers as Anode Materials for LIBs[J]. Journal of Inorganic Materials, 2018, 33(3): 301-306.
5. ZnMn2O4微铃铛：给电解液更多“包容”

ZnMn₂O₄作为锂离子电池负极材料具有可逆容量高、低成本、资源丰富、无污染、低工作电势和高能量密度等优点。四川大学的文晓刚教授采用模板、溶剂热法制备的半空心ZnMn₂O₄ 微球包含双层ZnMn₂O₄壳及一个小碳核，一方面有利于电解液的容留，增加了活性材料与电解液的接触，改善 Li 离子的输运; 另一方面也可以释放充放电过程中ZnMn₂O₄体积变化造成的应力，防止ZnMn₂O₄结构的坍塌和破坏。半空心结构ZnMn₂O₄比实心 ZnMn₂O₄微球的初始放电容量更高，达到1871 mAh/g。

原文链接：http://www.jim.org.cn/CN/10.15541/jim20170169 
引用本文：Bo LI, Wen HAO, Xiao-Gang WEN. Semi-hollow/Solid ZnMn2O4 Microspheres: Synthesis and Performance in Li Ion Battery[J]. Journal of Inorganic Materials, 2018, 33(3): 307-312.
6.锑硅合金负极材料：“有容乃大”的钠离子电池
合金作为钠离子电池负极材料的比容量高，然而硅与钠离子的电化学反应活性很低。复旦大学的周永宁研究员通过脉冲激光沉积技术制备了锑硅(Sb-Si)纳米复合薄膜。放电过程中, Sb和Si分别和钠离子发生合金化反应生成了Na₃Sb和NaSi的纳米晶，而在充电过程中发生可逆的脱钠反应，重新形成单质Sb和Si纳米晶粒。大量存在于锑硅纳米复合薄膜中的异质晶界有利于钠离子的扩散和输运。在10 μA/cm2电流密度下, 循环 100 次后可逆比容量还有270 mAh/g。 
原文链接：http://www.jim.org.cn/CN/10.15541/jim20170326 
引用本文：Na XIAO, Yang PANG, Yun SONG, Xiao-Jing WU, Zheng-Wen FU, Yong-Ning ZHOU. Electrochemical Behavior of Sb-Si Nanocomposite Thin Films as Anode Materials for Sodium-ion Batteries[J]. Journal of Inorganic Materials, 2018, 33(5): 494-500.
7. 最佳SiOx薄膜厚度：负极小问题，电池性能大进步
SiO_x作为锂离子电池负极具有良好的循环稳定性、较大的容量以及对成分可调控的优点，但是以往的研究都注重阐明氧含量和 SiO_x负极性能的关系, 尺寸效应的影响规律往往被忽略。中国科学院上海硅酸盐研究所的董绍明院士优化SiO_x负极材料厚度使电荷转移电阻降低、固体电解质界面膜减薄、循环过程中电极的结构更稳定。溅射制备的SiO_x电极的初始库仑效率为71.68%，循环200圈后容量保持率达到 92.01%，电化学性能得到明显改善。 
原文链接：http://www.jim.org.cn/CN/10.15541/jim20180227 
引用本文：Xiang-Lu MENG, Han-Yu HUO, Xiang-Xin GUO, Shao-Ming DONG. Influence of Film Thickness on the Electrochemical Performance of α-SiOx Thin-film Anodes[J]. Journal of Inorganic Materials, 2018, 33(10): 1141-1146.
8. Li₂₁Si₅/石墨烯复合材料：控制锂电池负极的“体型”
为了限制锂离子负极材料锂硅合金在循环工程中由于体积变化而导致的容量快速衰减，北京工业大学的国家杰出青年基金获得者宋晓艳教授利用放电等离子烧结技术同时实现热化学锂化与致密化，得到 Li₂₁Si₅与石墨烯两相分布均匀、高致密度的纳米结构复合材料。石墨烯的二维结构、优异的电导率以及大量结合紧密的两相界面能够有效地限制活性颗粒在脱锂过程中的体积收缩并促进电荷在活性颗粒内部的传输, 促使该复合材料表现出优异的电化学性能。  
原文链接：http://www.jim.org.cn/CN/10.15541/jim20180097 
引用本文：Ke YANG, Chao HOU, Xiao-Yan SONG. Synthesis and Property of Novel Li21Si5/Graphene Composites Anode for High Energy Lithium-ion Batteries[J]. Journal of Inorganic Materials, 2018, 33(10): 1065-1069.
9. 载银多孔陶瓷：坚固、价廉物美的阴极材料

锌空气电池具有能量密度高、成本低及环保等优势, 其中空气电极的优劣对电池的输出性能起到决定性的作用。华南理工大学环境与能源学院院长刘江教授采用一种新型的多孔钙钛矿氧化物 La_0.7Sr_0.3CoO_3-δ作为陶瓷基底，负载银纳米颗粒作为催化剂，优选出性能最佳的空气电极，与锌阳极组装成锌空气电池。当陶瓷基底的孔隙率为~32%且银含量为 30 mg/cm²时，锌空气电池的功率密度达到最高(141 mW/cm²)。

原文链接：
http://www.jim.org.cn/CN/10.15541/jim20170462 
引用：Xiao-Lin WENG, Pei-Pei LIU, Ya-Peng ZHANG, Jiang LIU, Mei-Lin LIU. A Novel Porous Electronic Conducting Ceramics Loaded with Silver Nano Particles as Cathode for Zinc-Air Batteries[J]. Journal of Inorganic Materials, 2018, 33(8): 854-860.

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