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本期为电池领域前沿第2期，供大家交流学习！今天带来14篇前沿文献的解读。 1. 华盛顿州立大学仲伟虹教授J. Mater. Chem. A 对锂硫电池而言，多硫化物的穿梭效应和锂枝晶的不可控生长仍然是限制其商业化的主要因素。鉴于隔膜在分子扩散和离子传输动力学中起着关键的作用，因此构筑功能化隔膜以解决上述两个问题是非常必要的。在本文中，设计并制备出一种蛋白质基低电阻Janus结构纳米织物，可同时用于捕获多硫化物和稳定锂金属。  DOI: 10.1039/D0TA01989E 2. 周豪慎教授Angew. Chem. Int. Ed. 构建出金属有机骨架(MOF)作为前表面层，以将过饱和电解质层保持在锌负极上。拉曼光谱表明，在MOF通道中迁移的高配位离子络合物，与其在电解质中的溶剂化结构不同。因此，得益于这种独特的过饱和前表面，对称锌电池在0.5 mA cm‐2电流密度下可稳定3000小时，是裸锌负极的55倍。此外，锌在电沉积过程中会形成圆边、致密的堆积，副产物积聚较少。更重要的是，当MnO2的负载量为4.2 mg cm‐2时，水性MnO2‐Zn电池的可逆容量为180.3 mAh g‐1，600次循环后的容量保留率为88.9%。  DOI: 10.1002/ange.202001844 3. 伍伦贡大学郭再萍教授Angew. Chem. Int. Ed. 成功开发出一种易于制备且具有优异耐久性的位点选择性掺杂LNMO正极。通过将Mg选择性地掺杂到Fd-3m结构中的四面体(8a)和八面体(16c)位点上，不仅可以抑制不利的两相反应，稳定LNMO结构以防止变形，而且还可以有效减缓Mn在循环过程中的溶解现象。本文开创了一种用于电极材料的原子掺杂工程策略，该策略也可扩展到其它能源材料中以制造高性能器件。  DOI: 10.1002/ange.202001454 4. 北京理工大学黄佳琦教授Angew. Chem. Int. Ed. 报导了一种金属基预催化剂在锂硫电池中的电化学相演变过程，所制备出的“马赛克”状硫化催化剂可高度适应富含多硫化物的非质子环境，并且在高电流倍率下具有对促进多硫化物反应动力学的高度活性。  DOI: 10.1002/anie.202003136 5. 约翰霍普金斯大学陈明伟教授ACS Nano 设计出一种多孔N掺杂石墨烯@Si@杂化硅酸盐(N-G@Si@HSi)组成的自支撑负极。在该三维纳米结构中，作者以纳米多孔石墨烯为骨架，以具有离子导电性的杂化硅酸盐(HSi)为外壳，从而可以防止电解液渗透到中间Si层，并且可以调节外表面SEI的形成。通过这种精细的结构和材料设计，所制备出的复合硅负极能够有效地承受体积变化、与锂发生快速地合金化反应，并形成稳定的电极-电解质界面。因此，不论是半电池还是全电池，都表现出优异的循环和倍率性能。  DOI: 10.1021/acsnano.9b09928 6. 青岛大学杨东江教授Adv. Energy Mater. 通过引入Co‐Ni‐海藻酸钠生物质前驱体，成功制备出以双金属硫化物Co6Ni3S8为核，以富含N、S空位的氮硫共掺杂碳(NSC)为壳的复合材料。电化学性能测试表明，所制得的Co6Ni3S8/碳气凝胶(Co6Ni3S8/NSCA)具有杰出的钠离子存储性能  DOI: 10.1002/aenm.201904147
提出了一种绿色的气体迁移捕获策略，在超薄锌-六胺络合物衍生的氮掺杂碳基底上(Co-SAs/N-C)成功负载了Co单原子，并作为锂氧电池的高效双功能催化剂。所制备出的Co-SAs/N-C催化剂既具有二维MOFs的优点，又具有金属位点原子级分散的优点，因此可以提供低阻抗的电荷转移路径，同时为调节放电产物Li2O2提供了丰富的比表面积。  DOI: 10.1038/s41467-020-15416-4 8. 中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所张跃钢研究员Energy Storage Mater. 在纳米碳基底上成功制备出具有均匀分布的单原子钴(SACo)催化剂，并证明其可以加速锂离子在本质离子绝缘Li2S电极(称为Li2S@C:SACo)中的扩散。  DOI: 10.1016/j.ensm.2020.03.023 9. 达特茅斯学院李玮瑒教授Nano Lett. 设计出一种基于金属有机骨架的氮掺杂纳米碳材料，并将其作为高效的正极催化剂。所制备出的多孔、高导电性N掺杂纳米碳具有优异的CO2吸收与结合能力，可显著加速CO2的电化学还原形成薄膜状放电产物(厚度为200nm)，而且在电池充电时极易分解。  DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c00564 10. 中科院兰州化学物理研究所阎兴斌研究员Nano Energy 将双碳器件的概念扩展到以碳材料同时作为正极和负极活性材料的储能器件中，并对这类广义双碳储能器件的代表性研究进展进行实时、全面的综述。  DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.104728 11. 中国科学技术大学钱逸泰院士J. Mater. Chem. A 提出一种由单原子Co诱导的球状固态硫化物外延沉积，并可促进PSs向高容量Li-S电池的高效电化学转化。通过电化学氧化还原、原位紫外可见吸收分析、扫描电镜和氩气氛原子力显微镜等研究，作者证实了CoSAs-CP对PSs的高效转化；并利用原位XRD对固态中间产物进行了检测，以及通过DFT计算讨论了单原子共诱导固态转化的机理。  DOI: 10.1039/C9TA13893E. 12. 西安大略大学孙学良教授J. Am. Chem. Soc. 开发出一系列具有立方密排阴离子亚晶格的LixScCl3+x(x=2.5, 3, 3.5, and 4)固态电解质，其在室温下的离子电导率高达3×10-3 S cm-1。由于LiCl与ScCl3的共晶温度较低，因此采用简单的共熔策略即可合成出LixScCl3+x固态电解质，并可观察到样品的择优取向。 DOI: 10.1021/jacs.0c00134 13. 中科院福建物质结构研究所温珍海研究员Energy Environ. Sci. 设计并合成出了一种具有理想一维结构和良好电化学性能的磷/氮共掺杂多级多孔碳纳米纤维(PN-HPCNFs)。当用于PIHCs时，所制备出的PN-HPCNFs材料既可以作为电池型负极，也可以作为电容型正极，并同时表现出优异的容量和耐久性，可赋予PIHCs高达191 Wh kg-1的能量密度，高达7560 W kg-1的功率输出，以及超长的循环寿命(在8000次循环后仍可保持82.3%的容量)。 DOI: 10.1039/d0ee00477d 14. 北京大学夏定国教授Nano Energy 报导了一种在无锂过渡金属氧化物正极材料中，通过锂插层传递的电解阴离子氧化还原吸附假电容来提高电池的总能量密度。以Mn3O4为研究对象，作者发现赝电容的产生是通过PF6−在过渡金属氧化物表面的可逆吸附/解吸作用来完成的，Mn3O4和PF6−之间通过Mn-F键进行电荷转移，而氟离子作为氧化还原中心。 DOI:10.1016/j.nanoen.2020.104727 参考能源学人，若有不妥，请联系！ |
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