CRPS携手Joule推出电池研究论文精选
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物质科学
Physical science
新冠疫情席卷全球，但科研工作者们却并未停下探索未知的脚步。
为支持物质科学领域的研究进展和学术交流，Cell Press细胞出版社旗下多本期刊Chem、Joule、 Matter、One Earth、Cell Reports Physical Science及iScience等将于4月20-26日联合发起首届“Cell Press物质科学周”活动。本次在线学术论坛将于2020年4月25-26日举行。论坛将分为催化与材料和能源环境两个专场，10余位来自催化、材料、能源及环境等领域的学术界大咖将鼎力加盟，还设有Cell Press编辑工作坊及优秀海报分享等环节→大咖云集丨Cell Press物质科学周在线论坛开放报名
本周，Cell Press微信公众号将为大家带来多种多样的物质科学相关内容，例如，论文推荐、演讲嘉宾访谈等。
今天，小编就为大家准备6篇来自Cell Reports Physical Science和Joule上的电池相关研究高影响力论文合辑，识别下图中的二维码阅读论文。
*以下内容为英文翻译，仅供参考，请以英文原文为准。
多用途大功率水溶液锌-过氧化氢电池
金属空气电池具有很高的容量和功率密度，但在缺氧条件下性能受到限制。过氧化氢的储氧能力大约是空气的1600倍，而且相比高压气瓶，它更便于储存和运输。在无氧条件下，H2O2可能是一个可行的选择。合肥工业大学的刘节华教授团队报道了一种锌-过氧化氢水溶液电池，用过氧化氢替代氧气，用Co/N掺杂的碳纳米片作为多功能催化剂用于氧还原、析氧反应和过氧化氢的分解。优化的Zn-H2O2电池表现出优越的高速率放电性能达到20-120 mA cm-2，放电速率为120 mA cm-2时比锌-空气电池的高23%。作者将两个Zn-H2O2电池串联可以点亮一个红光的LED阵列，并且在水中工作良好。因此，作者认为Zn-H2O2电池在大功率器件中有着广泛的应用。相关结果发表在Cell Reports Physical Science上，长按识别下图二维码阅读论文。
High-Power Aqueous Zn-H2O2 Batteries for Multiple Applications
VOLUME 1, ISSUE 3, 100027, MARCH 25, 2020
亚稳性和可逆性的氧化还原阴离子负极高能可充电电池
阴离子氧化还原是近年来研究的热点，高容量的富锂层状氧化物是阴离子氧化还原的主要原因。与最先进的正极材料相比，富锂层状氧化物的容量几乎增加了一倍，但在其他性能指标上仍显不足。其中，循环过程中的电压衰减是最主要的缺点，而缺陷的电化学是其关键的原因。加州大学圣地亚哥分校的Meng Ying Shirley教授和中科院宁波材料技术与工程研究所的刘兆平研究员团队合作共同揭示了循环中富锂层状氧化物亚稳态的形成是由于不同尺寸的结构缺陷，而亚稳态的形成是电压衰减的原因。更重要的是，通过温和的热能，亚稳态可以被驱动到一个稳定的状态，并使结构和电压恢复。然而，对于没有可逆氧化还原反应的传统阴离子层状氧化物，热能只能使阳离子无序，导致性能降低。这些结论说明，了解结构的亚稳态和可逆性是实施设计策略来提高高容量层状氧化物的循环稳定性的关键。相关结果发表在Cell Reports Physical Science上，长按识别下图二维码阅读论文。
Metastability and Reversibility of Anionic Redox-Based Cathode for High-Energy Rechargeable Batteries
VOLUME 1, ISSUE 3, 100028, MARCH 25, 2020
在操作中用声学检测商用LiCoO2/石墨囊状电池的锂金属镀层
商业锂离子电池正常运行时对锂金属镀层进行表征和检测长期以来一直是一个难题。金属锂镀层的性质是不可预测的，并且高度依赖于工作温度和充电速率。在操作过程中，原位对锂金属镀层进行检测对传统锂离子电池的发展至关重要，包括快速充电能力，极端温度应用，和锂金属二次电池。普林斯顿大学Steingart Daniel教授团队开发了用超声检测商用石墨阳极上锂金属镀层的标准形式因子。这项概念验证阶段的研究是基于之前工作（将超声波作为电池诊断工具）的延伸，描述了超声飞行时间和石墨分级之间具有统计学意义的线性关系，并用声学飞行时间和后电化学测量来表征锂金属的电镀程度。相关结果发表在Cell Reports Physical Science上，长按识别下图二维码阅读论文。
In Operando Acoustic Detection of Lithium Metal Plating in Commercial LiCoO2/Graphite Pouch Cells
ONLINE NOW, 100035
全面分析P2层状储钠电极阴离子氧化还原过程中的结构稳定性
法国蒙彼利埃第二大学Matthieu Saubanère团队利用密度泛函理论（DFT）对O2-和P2-Na 2∕3Mg 1∕3Mn 2∕3O 2进行了分析和建模，结果表明：AR过程中，氧网络的稳定是通过P堆积中的高度可逆集体畸变，或O堆积中氧对的歧化导致电压滞后。利用这两个畸变模型，作者描述了一种磁约束DFT方法来预测可逆循环的临界电荷状态，并成功地推广到其它Mn基正极。本文为下一代正极材料的设计提供了基本的认识、强大的计算方法和实用的指导。相关结果发表在Joule上，长按识别下图二维码阅读论文。
The Structural Stability of P2-Layered Na-Based Electrodes during Anionic Redox
VOLUME 4, ISSUE 2, P420-434, FEBRUARY 19, 2020
充电10分钟，续航400公里的可商业化电动汽车电池技术
美国宾夕法尼亚州立大学的王朝阳教授小组设计了一种锂离子电池，该电池可在高温下充电以提高反应速率，但在放电过程中仍可保持电池凉爽，显示出在10 min内可以为电动汽车增加200英里的续驶里程的电力。如果按比例缩放，该设计是一种缓解全电动汽车缺乏足够巡航距离，以安全到达目的地而又不会使旅途中途停滞的潜在策略。相关结果发表在Joule上，长按识别下图二维码阅读论文。
Asymmetric Temperature Modulation for Extreme Fast Charging of Lithium-Ion Batteries
VOLUME 3, ISSUE 12, P3002-3019, DECEMBER 18, 2019
基于固态电解质的高能量密度熔融液态锂-硫和锂-硒电池
清华大学伍晖副教授联合斯坦福大学崔屹教授提出并设计了基于固体电解质的高能量密度熔融液态Li-S和Li-Se（简称SELL-S和SELL-Se）电池。电池使用Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)陶瓷管作为电解质并在高于Li熔点的温度下工作。该策略有效地防止了多硫化物或多硒化物的穿梭效应和锂枝晶的生长，并且使得电池同时兼具高能量密度，高稳定性，快充/放电能力，高库仑效率和高能量效率。这种SELL-S和SELL-Se电池为构建高能量，高功率，长寿命和低成本储能系统提供了更广阔的平台。相关结果发表在Joule上，长按识别下图二维码阅读论文。
High-Energy-Density Solid-Electrolyte-Based Liquid Li-S and Li-Se Batteries
VOLUME 4, ISSUE 1, P262-274, JANUARY 15, 2020
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