能源周报：Nat. Mater.、JACS、Angew、AM等大合集！

温馨提示：本推文包含28篇文献，预计阅读时间约28min，大家挑感兴趣的关注。p.s.文末会附有过去三周周报链接。

1. Sci. Adv.: 稳定倒置钙钛矿太阳能电池的化学防腐蚀策略

长寿命倒置钙钛矿太阳能电池（PSC）的一大挑战是常用的金属电极与钙钛矿层发生反应，导致电极腐蚀和器件性能下降。受金属防腐概念的启发，研究者们提出一种化学防腐策略，通过在铜电极沉积之前引入典型的苯并三唑（BTA）有机腐蚀抑制剂来制造稳定的倒置PSC。BTA分子与Cu电极化学配位并形成[BTA-Cu]的不溶性聚合物膜，从而抑制了钙钛矿与Cu电极之间的电化学腐蚀和反应。含BTA / Cu的PSC表现出出色的空气稳定性，老化2500小时后，仍保持92.8±1.9％的初始效率。此外，在85°C老化1000小时以上后，仍保持> 90％的初始效率。具有BTA / Cu的PSC也具有良好的操作稳定性，并且在连续最大功率点跟踪1000小时后，仍保持了初始效率的88.6±2.6％。

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https://doi.org/10.1126/sciadv.abd1580

2. Adv. Energ. Mater.：具有应变平衡GaInAs/GaAsP量子阱的高效倒置GaAs和GaInP/GaAs太阳能电池

高效太阳能电池对于高密度地面应用以及太空和潜在的车辆应用至关重要。地面光谱的最佳带隙超出了传统双结GaInP / GaAs电池的吸收范围，底部砷化镓电池具有比所需要的更高的带隙能量。使用多个量子阱（QW）可以实现较低的能带隙，但是这种途径需要对外延生长条件进行先进的管理才能发挥作用。

本文中，研究者们将应变平衡式GaAsP / GaInAs QW被集成到单结GaAs太阳能电池和双结GaInP/GaAs太阳能电池中，单结器件的效率为27.2％，而串联器件的效率为32.9％。在具有高达80 QW的电池中，观察到良好的载流子收集和低的非辐射重组。 尽管有大量QW，GaAs电池仍采用后异质结架构将量子阱器件中的开路电压提高至1.04 V以上。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202002874

3. Adv. Energ. Mater.：氟化末端组使高性能全聚合物太阳能电池具有近红外吸收和提高器件效率超过14%

端基的氟化在开发有效的小分子受体方面已经取得了巨大的成功。但是，该策略尚未应用于聚合物受体的开发。在这里，研究者们首先开发了一种由氟原子和溴原子同时修饰的二卤化末端基，即IC‐FBr，然后用它为所有PSCs构建了一种新的聚合物受体(PYF‐T)。与非氟化物（PY‐T）相比，PYF‐T表现出更强的红移吸收光谱，更强的分子堆积和更高的电子迁移率。同时，端基上的氟化作用使PYF-T的能级下降，从而与供体聚合物PM6更好地匹配，从而导致有效的电荷转移和较小的电压损耗。

结果，基于PM6：PYF‐T的全PSC的功率转换效率（PCE）比PM6：PY-T（11.1％）的功率转换效率（PCE）高14.1％，这是所有PSC的最高值报告至今。这项工作证明了端基氟化在设计高性能聚合物受体方面的有效性，这为开发更高效，更稳定的全PSC铺平了道路。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202003171

4. Adv. Energ. Mater.：温度和光调制不同有效能带隙的非富勒烯有机太阳能电池中的开路电压

本文中，研究者们描述了非富勒烯基有机太阳电池开路电压Voc的温光强度与材料特性和多机制复合参数之间的关系。有效能带隙Eg,eff和电极层的系统性变化允许观察双分子、体块和表面陷阱辅助复合机制的不同相对贡献。分析模型和建立的电压阻抗谱技术的互补优势提供了一个有用的工具来量化工作条件下有机太阳能电池的多机制重组参数，状态的有效密度Nc和能量无序σ。通过将该模型应用于四种不同的供体:传统或倒置器件结构的非富勒烯受体共混体系，证明了该模型在理解Voc的温度和光强度依赖关系方面的有效性。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202003091

5. Adv. Funct. Mater.：通过二元溶剂混合物来微调混合微结构提高非富勒烯聚合物太阳能电池的光伏性能

研究共混物微观结构与光伏性能之间的关系变得越来越普遍，这是合理提高器件性能的前提。非富勒烯受体通常具有平面骨架构象和强分子间堆积，通常导致过度的相分离。研究者们证明了一种有效的助溶剂共混策略，可以改变氯化小分子受体Y6- 2Cl的分子组织，并以PM6作为供体，对相应的活性层进行相分离。现场光致发光测量和相关的形态学特征表明，当使用氯仿（CF）和氯苯（CB）溶剂的混合物时，成膜过程是精细的，并且共混物显示出高畴纯度和合适的相分离网络。

因此，在共溶剂叶片涂覆的装置中，可以获得更好的激子离解和电荷产生，更平衡的电荷传输，以及更少的重组损失。结果，实现了16.17％的最大功率转换效率（PCE），远高于CF和CB刀片设备的转换效率（分别为14.08％和11.44％）。值得注意的是，这种共溶剂方法在其他两个高性能光伏系统中的使用也得到了证实，这证明了其在印刷有机太阳能电池中的良好通用性。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202008767

6. Adv. Energ. Mater.: 实用高速超级电容器用碳化钛MXene离子通道的优化

重涂2D材料中离子通道的延长极大地限制了致密膜电极(质量负荷>10 mg cm⁻²)的电化学性能。典型的策略，如纳米材料的插入和3D结构设计，有望降低Ti₃C₂T_x电极的体积电容，削弱Ti₃C₂T_x相对于其他电极材料的优势。在此，研究者们开发了一种新颖、简便、可控的H₂SO₄氧化方法，用于缓解Ti₃C₂T_x膜的重修问题，因为Ti₃C₂T_x膜中含有少量的电化学非活性副产物，如TiO₂。Ti₃C₂T_x薄膜的分层离子通道“高速公路”具有多孔结构，原子级增加层间间距，并减少薄片尺寸(通过探针超声)。

结果，超高速率性能获得高容量电容≈1.1µm厚Ti3C2Tx薄膜,电容保留64%的获得(208 g⁻¹/756 F cm⁻³)当扫描速率增加从5到10000 mV s⁻¹。即使在高质量载荷超过12 mg cm⁻²(48µm厚度),速度能力仍然是与非Ti₃C₂T_x质量负载较低的电极(1 mg cm⁻²)。因此，路径优化的厚Ti₃C₂T_x薄膜获得了≈3.2 F cm⁻²的高面积电容，这对实际应用具有重要意义。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202003025

7. Adv. Funct. Mater.：基于二维硅氧烷-石墨烯异质结构的高性能超级电容器，用于捕获电动汽车的再生制动能量

高性能电极的开发对于提高超级电容器（SC）的能量密度（不影响其功率密度）并且具有宽的温度耐受性，对于将SC应用于电动汽车至关重要。最近的研究集中于制备多组分材料以形成具有增强的电化学性能的电极。在本文中，研究者们设计了基于硅氧烷-石墨烯（rGO）异质结构电极的对称SC（SSC），可提供高能量密度（55.79 Wh kg ^-1 ）和最大功率密度15000 W kg ^-1。制成的硅氧烷-rGO SSC可以在-15至80°C的较宽温度范围内运行，这使其适用于汽车应用。这项研究表明了硅氧烷-rGO SSC在驱动电动汽车以及捕获再生制动电动汽车原型中的制动能量方面的实际适用性。这项工作为评估将硅氧烷-rGO SSC用作电动汽车中合适的能源设备开辟了新的方向。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202008422

8. J. Am. Chem. Soc.：氧化还原化学和捕获分子O₂在富锂无序氟盐阴极中的作用

在寻找用于下一代锂离子电池的高能量密度阴极时，与无序富锂层状化合物相比，无序的岩盐氟氧化物由于其高容量和较低的电压滞后而受到了广泛关注。但是，对这些现象及其氧化还原化学的深入了解仍然不完整。使用原型的氟化氧Li₂MnO₂F，研究者们证明，在这些材料中的氧氧化还原过程涉及到形成困在带电阴极体结构中的分子O₂，在放电时被还原。分子O₂ 刚性地被捕获在空位簇中，并且与自由气态O 迁移率最小 2不同 ，它的 ，这使其更像固态环境。Mn氧化还原过程发生在八面体Mn³⁺ 和Mn⁴⁺之间 ，没有四面体Mn⁵⁺ 或Mn⁷⁺的迹象。 

我们进一步推导了当地协调环境与氧化还原电位之间的关系。这引起了观察到的Mn和O氧化还原对的重叠，并揭示了氧离子氧化的起始电位取决于氧周围的离子度，从而扩展了基于线性Li-O-Li构型的模型。这项研究提高了我们对无序岩盐氟氧化物中氧化还原机理的基本认识，强调了它们作为高容量阴极的前景。

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https://doi.org/10.1021/jacs.0c10270

9. Nat. Commun.：Li_1.5La_1.5MO₆(M=W⁶⁺，Te⁶⁺)作为一种新型的富锂双钙钛矿型全固态锂离子电池

固态电池是一种安全实现高能量密度的方法，但是这种结构也面临着来自电极和固体电解质之间界面问题的挑战。在这里，本文开发了一个新的双钙钛矿家族，Li_1.5La_1.5MO₆(M=W⁶⁺，Te⁶⁺)，其中不寻常的锂离子分布能够实现宏观离子扩散，并且成分的定制设计允许将功能切换到负电极或固体电解质。钨的引入允许在1V以下可逆地锂离子插层，可作为阳极应用（初始比容量>200 mAh g^-1，体积变化非常小∼0.2%）。相比之下，用碲代替钨可诱导氧化还原稳定性，将钙钛矿的功能导向具有高达5V电化学稳定性和低活化能垒（<0.2eV）的固态电解质用于微观锂离子扩散。通过多个长度和时间尺度的表征，可以对这些材料中的结构-性能关系进行询问，并且对采用这两种成分的固态电池进行初步检查表明，晶格匹配方法对所有固态电池都有希望。

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https://doi.org/10.1038/s41467-020-19815-5

10. ACS Energy Lett.：硫化物固体电解质与锂金属阳极间电荷转移稳定性的预测

电池电极对固体电解质（SE）的还原或氧化会将电子或空穴注入SE中，导致不必要的导电性和/或沉淀有害的界面反应。这里，通过计算硒的带边相对于电极的电化学电位的位置来确定从锂金属阳极到10个硫化物基SEs的电荷注入的可能性。尽管这些SEs表现出较大的带隙（>4ev），但几乎所有的SEs都容易受到电子注入的影响。一个显著的例外是含硼硫化物Li₃BS₃，它表现出最大的抗还原性。将电荷转移稳定性的趋势与锂阳极的化学稳定性趋势进行了比较，发现两者是相似的。结合化学和电荷转移现象的特征，可以全面评估界面稳定性。通过对Li/Li₂H₂PO₄/LGPS接口系统的最新实验结果的解释，说明了该方法的实用性。

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https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c02372 

11. ACS Energy Lett.：钒液流电池用高度有序超薄全氟磺酸离聚物膜

在钒氧化还原液流电池（VRFBs）中，全氟磺酸（PFSA）离聚物膜在离子通过亲水通道传输方面起着至关重要的作用。然而，在水合状态下，其随机互连通道尺寸较大，导致质子/钒离子选择性较低，限制了VRFB性能的提高。在此，本文通过在空气/水界面上的分子排列，制备了一种尺寸减小的高度排列离子通道的超薄PFSA膜。有序的离子通道显著抑制了钒离子的交叉，离子选择性比传统的PFSA膜提高了500倍。分子控制的超薄PFSA膜在不同电流密度和长周期（800次循环）下在多孔载体上表现出稳定的电池性能，超过Nafion 211（73%）在200 mA cm^-2下的能量效率。具有高离子选择性的高有序超薄PFSA膜可以为VRFBs提供一种实用的低成本、高性能的膜。

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https://doi.org/10.1021/acsenergylett.0c02089

12. Adv. Funct. Mater.：磷硫双耦合的Co_xO_y纳米片的合理工程化增强水分解和锌-空气电池性能

本文研究了一种基于磷硫双掺杂氧化钴纳米片的高效多功能催化剂Cu@CuS纳米线被开发用于水分解和锌-空气电池。这种独特的异质结构的形成不仅增加了电活性中心的数量和类型，而且导致了电子结构的调制，从而对反应物产生了合理的吸附能，提高了电催化效率。催化剂在氢气和氧气析出电流10 mA cm⁻²下，分别表现出116和280 mA cm⁻²的小过电位。因此，所开发的电解槽在10 mA cm⁻²下的电池电压为1.52 V，运行30 h后的电流响应为92.3%的长期稳定性。此外，在锌-空气电池的制造中使用这种催化剂，电池电压为1.383 V，在220 mA cm⁻²下的功率密度为130 mW cm⁻²。

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https://doi.org/10.1002/adfm.202007822

13. Adv. Energ. Mater.：揭开锂离子电池多孔电极电荷传输限制

同时提高当前一代锂离子电池的能量和功率属性的一个可能的策略是开发具有高活性物质负载的厚多孔电极以及离子和电子的最佳渗流网络。无论单颗粒嵌锂材料的插入容量和动力学如何高，电池的能量和功率密度都会受到多孔电极中离子和电子传输限制的限制。在这项工作中，基于实验和理论提出了一个物理图像来聚焦和量化微尺度孔隙率和活性物质负载在确定多孔电极的弯曲度、有效传输特性和性能限制方面的关键作用。结果是一个现象学的图像，结合理论框架，对锂离子电池的性能限制在短距离和长距离内的电子和离子传输限制的相对份额进行了反卷积。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202070193

14. Adv. Energ. Mater.：多孔FeCo玻璃合金作为高性能锌空气电池的双功能载体

锌空气电池（ZAB）因其安全性高、性能优异而备受关注。然而，ZAB的实际应用很大程度上依赖于开发耐用的支撑材料来取代传统的碳载体，这些材料存在不可修复的腐蚀问题，严重影响了ZAB的性能。本文研究了一种新型多孔FeCo玻璃合金作为ZAB的双功能催化载体。多孔玻璃合金的导电骨架用于稳定氧还原助催化剂，更重要的是，FeCo是析氧的初生相。为了证明催化玻璃合金载体的概念，超小的钯纳米粒子被锚定在多孔FeCo（称为Pd/FeCo）上，作为氧还原活性中心。Pd/FeCo在碱性介质中对氧还原（半波电位为0.85 V）和析氧（电位为1.55 V，达到10mA cm⁻²）的电催化活性显著提高。在ZAB中使用时，Pd/FeCo的输出功率密度为117mW cm⁻²，在200小时（400次循环）内具有优异的循环稳定性，超过了传统的碳负载Pt/C+IrO₂催化剂。这种将高活性组分与多孔结构相结合的集成设计为开发新型纳米结构电催化剂提供了新的策略。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202002204

15. Adv. Mater.封面：拓扑材料：实现室温电传输拓扑材料应用的标准

拓扑材料中发现的异常电子态可以使新一代设备和技术成为可能，但是长期存在的挑战一直是寻找无害的平行体导电的材料，这可能是由于缺陷或热活化载体引起的。在此，研究者阐明了实现拓扑状态主导的传输特性所需的材料标准，是拓扑设备的必要条件。这可用于3D拓扑绝缘体，3D Dirac材料和1D量子异常霍尔绝缘体，尽管可以将其应用于类似系统。关键参数是电子带隙，介电常数和载流子有效质量，这些参数决定了在什么情况下（缺陷密度，温度等），不希望的体积态将平行于拓扑态进行传导。由于这些从根本上由基本原子性质决定，因此可以使用简单的化学论据来浏览相空间，以最终找到改良的材料。这将能够快速识别具有改进特性的新系统，这对于设计新的材料系统并推动新一代的拓扑技术至关重要。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202070380

16. Adv. Energ. Mater.：全固态锂电池的EDXRD研究硫锑酸盐上离子导体与金属硫化物的耦合

硫化物固态电解质具有显著的离子导电性和较低的机械刚度，但与电极的电化学和化学稳定性相对较低。因此，在研制稳定的全固态锂电池（ASLBs）时，将硫化物电解质与合适的阴极配对是至关重要的。本文系统地合成和研究了一种不同组成的硫锑酸盐离子导体Li_6+xGe_xSb_1−xS₅I，其中Li_6.6Ge_0.6Sb_0.4S₅I可获得1.6 mS cm⁻¹的优异离子导电性，一种理论容量高（894 mAh g⁻¹）的金属硫化物FeS₂阴极与Li_6.6Ge_0.6Sb_0.4S₅I在ASLBs中耦合，无需额外的界面工程。Li_6.6Ge_0.6Sb_0.4S₅I和FeS₂在循环过程中的结构稳定性通过操作能色散X射线衍射进行表征，这使得无需重新设计或拆卸密封电池和存在空气污染风险的情况下快速收集结构数据。评估了电化学稳定性，确定了0.7≈2.4v（vs.In–Li）的安全工作电压窗口。由于ASLBs中的固体约束，Fe⁰聚集和多硫化物穿梭效应得到了很好的解决。ASLBs在C/10下表现出715 mAh g⁻¹的突出初始容量，并且在220个循环中稳定，室温下的高容量保持率为84.5%。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202002861

17. Adv. Energ. Mater.：硝基芳烃作为可充电碱离子电池的高能有机阴极材料

具有氧化还原功能的有机阴极材料由于其较高的理论重量容量、分子多样性和可持续性，越来越受到重视。但是，它们在比容量和能量密度方面仍然受到限制。人们迫切希望发现新的多电子氧化还原活性功能，能够显著提高容量和能量密度。本文报道了一组有机硝基芳香族化合物（对、邻、间二硝基苯（DNB））作为新型高能碱离子电池正极材料。首次发现DNBs中的硝基在高于2V的电压下发生电化学可逆的两步两相反应，理论容量为638 mAh g⁻¹。对反应机理进行了系统的研究，验证了氧化还原可逆性。通过将最佳p-DNB限制在微孔碳纳米球主体内，锂离子电池、钠离子电池和钾离子电池分别在50 mA g^-1达到620 mAh g⁻¹、573 mAh g^-1和536 mAh g^-1的可逆容量。这项工作展示了硝基作为一种独特的氧化还原可逆功能，为下一代碱离子电池新型高性能有机硝基芳香族阴极材料的开发开辟了新的方向。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202003281

18. Adv. Energ. Mater.：具有内置磷稳定剂的高导热分离器，适用于优质富镍阴极锂金属电池

无钴阴极材料的发展推动了下一代金属电池用层状富镍阴极的研究。遗憾的是，由于相变导致析氧反应等问题，富镍阴极材料的容量保持率低，热稳定性差，阻碍了其广泛应用。在此，通过简单的相转化方法，从无机磷基阻燃剂和导热石墨烯氧化物添加剂制备具有三维多孔结构的高柔韧性分离器。得益于其三维多孔结构、内置自由基清除剂和均匀的热分布，所获得的分离器通过阻断大尺寸阴离子实现了近单次的Li⁺迁移（_Li+=0.8），使LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂/Li金属电池在0.2 C下达到188.8mAh g⁻¹，在200次循环后，商用聚烯烃分离器的容量保持率为82.2%，而商用聚烯烃分离器的容量保持率为41.4%，并且通过降低局部温度热点和实现充分的质量传递，具有优异的枝晶抑制能力。这项工作也为其他高能电池系统稳定活性电极材料提供了新的替代途径。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202003285 

19. Adv. Energ. Mater.：锂硫电池中钒溶入氮化钛晶格结构合理调节多硫化物

合理调控主客体相互作用化学具有重要意义，但尚未有效地应用于锂硫电池中。在此，开发了一种独特的钛钒氮化物固溶体织物，作为实现高效持久硫电化学精细结构调制的理想平台。V溶解到TiN晶格骨架中，可以巧妙地调整Ti和V的配位和电子结构，调整它们各自对硫物种的化学亲和力。因此，优化的Ti-V相互作用使多硫化物的整体吸附率最高，有助于硫的固定化和快速反应动力学。制备的Li-S电池具有良好的循环性能，400次循环后容量保持率高达97.7%。此外，在6.0 mg cm⁻²的高硫负荷和6.5 mL g⁻¹的有限电解液浓度下，可维持超过6.11 mAh cm⁻²的可逆面积容量。这项工作为合理调节锂硫电池的精细结构提供了一个新的战略视角。

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https://doi.org/10.1002/aenm.202003020

20. Nat. Mater.：共轭磺酰胺类有机锂离子正极

有机电池材料在传统摇椅式锂离子电池中的适用性仍然受到缺乏含锂和空气稳定的有机电极化学物质的严重挑战。在该领域数十年的实验和理论研究仅产生了锂储能材料的一些最新实例，所有这些实例都依赖于共轭羰基氧化还原化学。在这里，我们用一类共轭磺酰胺（CSAs）扩展了有机锂离子正极材料的范围，并表明在空气中处理时，磺酰基上的电子离域使所得的CSA具有固有的抗氧化性和耐水解性，并且还显示出可逆的电化学电荷存储。CSA化学物质的氧化还原电位范围很宽，在2.85V到3.45V之间，可通过静电或诱导分子设计进行精细调节。这类有机锂离子电极材料挑战了无机电池正极的领域，因为这种CSA化学物质已经显示出与LiFePO₄相当的质量比容量指标。

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https://www.nature.com/articles/s41563-020-00869-1

21. Angew. Chem. Int. Ed.：确定关键的阴离子-阳离子配位以调节双电荷层实现高效的锂金属负极界面

揭示固体电解质相（SEI）的形成和演化机理对于其合理调节具有根本意义。本文通过理论和实验相结合的模型研究，阐明了是由于电极/电解质界面上的电双层(EDL)化学，而不是电解质组分的热力学稳定性控制了锂金属负极SEI结构中的竞争性还原反应。特别是，锂金属带负电荷的表面将促使EDL中出现大量阳离子富集和阴离子不足。仅参与阳离子的溶剂化壳的物质可以在锂金属表面附近静电积累，然后在持续的动态循环中被优先还原。经验证，掺入多价阳离子添加剂可更有效地将有利的阴离子SEI促成剂引入EDL中，这是提高锂金属保护性能的有前途的策略。本文得出的结论为结合EDL原理，阳离子溶剂化和SEI的形成提供了更深入的理解，为反应性碱金属界面的目标调节提供了新的思路。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202013271

22. Angew. Chem. Int. Ed.：卤化物固体电解质的锂金属负极不稳定性及其对固态电池的影响

由于高离子电导率和良好的氧化稳定性，基于卤化物的固体电解质重新获得了在固态电池中的应用兴趣。尽管似乎给出了在正极界面处的稳定性，但尚未探索出对锂金属负极的稳定性。在这里，通过锂金属的溅射沉积，随后的原位X射线光电子能谱以及阻抗谱研究了Li₃InCl₆（Li₃YCl₆）与锂之间反应层的形成。该界面在热力学上不稳定，并导致相间电阻不断增大。另外，用阻抗谱对Li₃InCl₆和Li₆PS₅Cl的界面进行了表征，以判断作为正极电解质和隔膜的联合使用是否能长期稳定和低阻抗工作。实际上，氧化稳定的基于卤化物的锂离子导体不能应用于锂金属，但可能有望用作正极电解质。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202015238

23. Angew. Chem. Int. Ed.：可充电铝有机水系电池

铝离子水系电池（AAB）被认为是有前途的下一代储能设备，目前报道的铝离子水系电池正极主要集中于无机材料，这些材料通常具有典型的Al³⁺离子（脱嵌入）机理。但是，Al³⁺与主体材料之间的强静电力通常会导致动力学变慢，可逆性差和循环稳定性差。在本文中，我们使用具有氧化还原活性部分的有机化合物吩嗪（PZ）作为铝离子水系电池中的正极材料。与受有限晶格间距和刚性结构限制的常规无机材料不同，柔性有机分子可通过PZ的可逆氧化还原活性中心（–C = N–）进行大尺寸的铝-络合物共嵌入。这种共嵌入行为可以有效减少去溶剂化的损失，并在离子（脱）嵌入过程中大大降低库仑排斥力。因此，该有机正极显示出高容量和出色的循环性能，这超过了大多数报道的铝离子水系电池电极材料的有机正极。这项工作突出了氧化还原活性有机材料的阴离子共嵌入化学，有望促进高性能多价离子电池系统的发展。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202011144

24. Adv. Mater.：无枝晶锂/碳纳米管杂化材料用于锂金属电池

锂金属电池在下一代储能系统中很有前途。然而，由于锂枝晶的不良循环性能和严重的安全问题，其实际应用仍然受到阻碍。在此，提出了一种无枝晶锂/碳纳米管（CNT）杂化材料，该混合物是通过将熔融的锂直接涂覆在CNT上而制成的，用于锂金属电池。良好的热力学和动力学条件将熔融的锂快速注入CNTs网络中，这是在Li / CNTs杂化物中形成均匀金属层的关键。结果表明，在2000个循环中，即使在40 mA cm⁻²的超高电流密度下，在对称电池中的剥离/电镀容量为2 mAh cm⁻²时，也具有超稳定的性能。随后还证明了电阻的显着降低，高电流密度下出色的循环稳定性以及在锂硫全电池中的柔韧性。这项工作为制造锂金属电池提供了有价值的概念。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202006702

25. Adv. Mater.：在共轭微孔聚合物保护层中具有离子选择性纳米流体传输的高性能锂金属电池

金属锂是锂电池负极的“圣杯”，能够释放电池中正极的全部电势。然而，使用纯锂负极在安全性，循环寿命和倍率能力方面面临若干挑战。本文中，开发了一种可溶液处理的共轭微孔热固性聚合物（CMP）。CMP可以进一步转化为具有纳流通道（5–6Å）的大型膜。这些通道可以用作锂负极表面上的便捷且选择性的锂离子扩散途径，从而即使在高面电流密度下也能确保稳定的锂剥离/镀覆。CMP修饰的锂负极（CMP-Li）在20 mA cm^-2的面电流密度下表现出2550小时的循环稳定性。此外，CMP易于进行固溶处理和喷涂，使其非常适用于连续的卷对卷锂金属处理工艺。以CMP-Li为负极，LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂（NCM811）为正极的软包电池具有400 Wh kg^-1的稳定能量密度。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202006323

26. ACS Energy Lett.：基于陶瓷电解质的高能全固态有机锂电池

最近的研究已经确定了有机电池电极材料的独特性能，例如适度的氧化还原电势和机械柔软性，这些特性对基于陶瓷电解质的全固态电池具有独特的优势。在这里，我们进一步探索有机材料的前景，并展示了比能量为828 Wh kg^-1的基于硫化物电解质的有机锂电池，该技术与最先进的全固态电池相媲美。完成这一过程需要两个创新步骤。首先，锂负极和高容量正极材料pyrene-4,5,9,10-四酮的组合可确保较高的理论比能。其次，通过引入冷冻研磨技术来优化有机正极的微观结构，冷冻研磨技术是一种用于加工软材料的通用技术，但不适用于电极制造。结果，正极材料的利用率从先前报道的基于陶瓷电解质的固态有机电池的55-89％增至99.5％。该改进突出了固态有机电极对微结构工程的特殊要求，同时保留了组件的化学完整性。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c02227

27. Adv. Funct. Mater.：高性能钠离子电池的锂取代隧道/尖晶石异质结构正极材料

钠锰氧化物由于其丰富的资源和潜在的低成本而成为有前景的钠离子电池（SIB）正极材料，引起了人们的兴趣。然而，由于与Mn³⁺有关的锰歧化反应，阻碍了它们的实际应用，导致容量快速下降和差的倍率能力。在本文中，成功地合成了锂取代的隧道/尖晶石异质结构正极以解决这些限制。锂掺杂剂用作抑制不利的多相转变，改善正极的结构可逆性和钠存储性能的支柱。同时，隧道/尖晶石异质结构提供三维钠离子扩散通道，可有效增强氧化还原反应动力学。

经过优化的[Na_0.396Li_0.044] [Mn_0.97Li_0.03] O₂复合材料具有出色的倍率性能，在15 C时可逆容量为97.0 mA hg^-1，相当于0.1 C时容量的82.5％。在1200次循环中具有良好的循环稳定性，在10 C下具有显着的容量保持率，为81.0％。此外，通过与硬碳负极组合，整个电池展现出高的比容量和良好的循环性。经过200个循环后，该电池在1 C时可提供105.0 mA h g^-1的比容量，这表明了实际应用中正极的电势。该策略可能适用于其他钠缺乏的正极材料，并为其战略设计提供依据。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202008569

28. Adv. Funct. Mater.：在用于高能量密度固态电池的正极中构建电子和离子双导电聚合物界面

固态电池复合正极中的固-固界面面临着棘手的问题，即物理接触不良，化学副反应，时间分离以及锂离子/电子转移缓慢。开发关键材料以实现具有有效固-固界面的复合正极对于提高固态电池的库仑效率，循环寿命和能量密度至关重要。在此，通过锂化聚乙烯醇缩甲醛衍生的锂离子单离子导体（LiPVFM），二氟（草酸）硼酸锂（LiODFB）和电子导电聚合物的分子间相互作用，为复合正极制备了电子和离子双导电聚合物（DCP）。交联，配位和氢键作用使DCP具有68.9 S cm^-1的高电导率，锂离子电导率（2.76×10^-4 S cm^-1），6 V以上的大电化学窗口和6.8 GPa的高模量。此外，DCP可以在活性材料粉末上形成涂层，以通过缓冲锂化/去锂化过程中的内应力来维持结构完整性，同时与少量的CNT一起构成长程和短程电子/离子导电通道。基于DCP的复合正极可实现固态电池的出色循环，负载高达11.7 mg cm^-2时，无需集流体，活性物质含量高达90 wt％。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202008487

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