2020年重要鋰電成果一覽
1、Nat. Rev. Chem.：實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(jié)構(gòu)的可調(diào)性可以從豐富的前驅(qū)體中以環(huán)境友好的方式持續(xù)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，而不是評價實際電池的性能。在此，南開大學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(zhàn)進行了評價。根據(jù)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(shù)，如能源效率、成本和資源可用性進行了評估。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，然后在實際相關(guān)條件下對全電池進行綜合優(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現(xiàn)未來商業(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(jié)構(gòu)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，氧化還原過程中的電荷儲存機制和結(jié)構(gòu)演化還不清楚。在這里，南開大學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，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(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)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，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類似的問題，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(zhàn)和策略的異同，對于先進鋰離子電池正極的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。在此，南開大學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的最新進展進行了全面的綜述。對于NRLOs，詳細討論了結(jié)構(gòu)無序、裂紋、界面降解和熱失控等問題。對于LRLOs，概述了高容量的起源，其次是局部晶體結(jié)構(gòu)，以及電壓滯后減的根源，這些根源歸因于過渡金屬離子的還原價態(tài)、相變、應變和微觀結(jié)構(gòu)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(zhàn)。從離子摻雜、微結(jié)構(gòu)設計、粒子改性、電極/電解質(zhì)界面工程等方面總結(jié)了提高NRLOs和LRLOs性能的策略。還強調(diào)了開發(fā)用于NRLOs的單晶以及用于LRLOs的新的晶體學結(jié)構(gòu)或異質(zhì)結(jié)構(gòu)。最后，概述了NRLOs和LRLOs發(fā)展的挑戰(zhàn)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展望。
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https://doi.org/10.1016/j.mattod.2020.10.028
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