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随着锂离子电池技术的发展，电池在能量密度、成本、安全性等方面的研究均取得了许多重要突破。为了进一步提升电池的容量，研究者更多的选用粒径小、比表面积高、多功能结构的活性电极材料（如Si、Sn等）来代替现在成熟的石墨负极。由于这些材料比容量更高、体积膨胀也更大，导致了电池初次化成形成固体电解质界面（solid electrolyte interphase，SEI）[注]时消耗的锂离子更多，首次比容量损失（Initial Capacity Loss，ICL）增加。石墨负极首效损失一般在10%，硅电极更是在20%左右。为了补偿初始比容量的损耗，研究者们想出了预锂化（prelithiation）的方法，即在电极中提前加入某些富锂材料。当然，这种方法还存在很多问题，其中最主要的是这类材料大多对环境（氧气、水）敏感，制造过程需要严格干燥条件（相对湿度小于1%），故而大幅增加了电池的制造成本。 近日，哥伦比亚大学材料科学与工程学院的杨远（Yuan Yang）博士课题组在Nano Letters杂志上发表了一种提高锂离子电池能量密度的新方法。研究者们开发了“活性材料/聚合物/金属锂”三层负极结构，该电极能在空气环境中保持稳定，因而使得电池的电量更加持久，制造成本进一步降低。该论文第一作者为Zeyuan Cao博士。（Ambient-Air Stable Lithiated Anode for Rechargeable Li-Ion Batteries with High Energy Density. Nano Letters, 2016, DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b03655） Graphite/PMMA/Li三层电极（左）在电解液中浸泡24小时后（右），锂和石墨反应，看上去由黑色变成了金色。照片来源：Yuan Yang/Columbia University 杨远博士北大本科毕业之后，在斯坦福跟随崔屹教授攻读博士，小编找到一张当年他发明“透明锂离子电池”（PNAS, 2011, 108, 13013-13018）时的照片。昔日帅气的学生，现在已经成为哥大的助理教授啦~~ 杨远博士。照片来源：FullIssue |
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