2020年重要鋰電成果一覽
1、Nat. Rev. Chem.：實(shí)用鋰電池有機電極材料的前景
有機材料作為鋰電池的電極材料，由于其結構的可調性可以從豐富的前驅體中以環(huán)境友好的方式持續制備而受到廣泛關(guān)注。目前對有機電極的研究主要集中在材料水平上，而不是評價(jià)實(shí)際電池的性能。在此，南開(kāi)大學(xué)陳軍院士團隊首先概述了有機電極材料的歷史和氧化還原過(guò)程，然后對有機電極材料在鋰電池中的應用前景和面臨的挑戰進(jìn)行了評價(jià)。根據能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、重量密度、電子導電率和其他相關(guān)參數，如能源效率、成本和資源可用性進(jìn)行了評估。作者認為這一領(lǐng)域的研究必須更多地關(guān)注有機電極材料的固有導電性和密度，然后在實(shí)際相關(guān)條件下對全電池進(jìn)行綜合優(yōu)化。作者希望以此激發(fā)高質(zhì)量的應用研究，以使有機電極材料實(shí)現未來(lái)商業(yè)化。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41570-020-0160-9
2、Angew. Chem. Int. Ed.：紫精晶體作為鋰電池正極的儲能機理及結構演化
有機離子晶體因其容量大、在電解質(zhì)中溶解度低，是一類(lèi)很有吸引力的二次電池活性材料，但它們通常遭受有限的電子傳導性和中等電壓的困擾。此外，氧化還原過(guò)程中的電荷儲存機制和結構演化還不清楚。在這里，南開(kāi)大學(xué)陳軍院士團隊報道了乙基紫精碘化物（EVI2）和乙基紫精二氯酸鹽（EV(ClO4)2）作為鋰電池的正極材料。EVI2電極由于其陰離子儲存能力，顯示出3.7?V（相對于Li+/Li）的高初始放電平臺。當I?被ClO4-取代時(shí)，由于ClO4-層具有良好的電子導電性，獲得的EV(ClO4)2電極即使在5C下也顯示出優(yōu)異的倍率性能（78%?的理論容量）。EVI2和EV(ClO4)2也表現出優(yōu)異的循環(huán)穩定性（200次循環(huán)后容量保持率>96%）。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1002/anie.202002773
3、Materials Today：鋰離子電池高能層狀氧化物正極材料的研究進(jìn)展與展望
富鎳層狀氧化物（NRLOs）和富鋰層狀氧化物（LRLOs）具有高能量密度、低成本、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，被認為是下一代鋰離子電池正極材料。然而，這兩種層狀氧化物也面臨著(zhù)類(lèi)似的問(wèn)題，如容量衰減和不同的障礙，例如NRLOs的熱失控和LRLOs的電壓衰減。了解它們在多尺度上所面臨的挑戰和策略的異同，對于先進(jìn)鋰離子電池正極的發(fā)展起著(zhù)至關(guān)重要的作用。在此，南開(kāi)大學(xué)陳軍院士團隊基于對電子/離子、晶體、粒子、電極和電池的多尺度洞察，對NRLOs和LRLOs的最新進(jìn)展進(jìn)行了全面的綜述。對于NRLOs，詳細討論了結構無(wú)序、裂紋、界面降解和熱失控等問(wèn)題。對于LRLOs，概述了高容量的起源，其次是局部晶體結構，以及電壓滯后減的根源，這些根源歸因于過(guò)渡金屬離子的還原價(jià)態(tài)、相變、應變和微觀(guān)結構降解。然后討論了具有NRLOs正極的全電池的失效機理和LRLOs的商業(yè)挑戰。從離子摻雜、微結構設計、粒子改性、電極/電解質(zhì)界面工程等方面總結了提高NRLOs和LRLOs性能的策略。還強調了開(kāi)發(fā)用于NRLOs的單晶以及用于LRLOs的新的晶體學(xué)結構或異質(zhì)結構。最后，概述了NRLOs和LRLOs發(fā)展的挑戰和前景。這篇綜述提供了對下一代鋰離子電池高性能正極的基本理解和未來(lái)展望。
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https://doi.org/10.1016/j.mattod.2020.10.028
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