溫馨提示：本推文包含28篇文獻，預計閱讀時間約28min，大家挑感興趣的關注。

1. Sci. Adv.: 穩定倒置鈣鈦礦太陽能電池的化學防腐蝕策略

長壽命倒置鈣鈦礦太陽能電池（PSC）的一大挑戰是常用的金屬電極與鈣鈦礦層發生反應，導致電極腐蝕和器件效能下降。受金屬防腐概念的啟發，研究者們提出一種化學防腐策略，透過在銅電極沉積之前引入典型的苯並三唑（BTA）有機腐蝕抑制劑來製造穩定的倒置PSC。BTA分子與Cu電極化學配位並形成[BTA-Cu]的不溶性聚合物膜，從而抑制了鈣鈦礦與Cu電極之間的電化學腐蝕和反應。含BTA / Cu的PSC表現出出色的空氣穩定性，老化2500小時後，仍保持92.8±1.9％的初始效率。此外，在85°C老化1000小時以上後，仍保持> 90％的初始效率。具有BTA / Cu的PSC也具有良好的操作穩定性，並且在連續最大功率點跟蹤1000小時後，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.：具有應變平衡GaInAs/GaAsP量子阱的高效倒置GaAs和GaInP/GaAs太陽能電池

高效太陽能電池對於高密度地面應用以及太空和潛在的車輛應用至關重要。地面光譜的最佳帶隙超出了傳統雙結GaInP / GaAs電池的吸收範圍，底部砷化鎵電池具有比所需要的更高的帶隙能量。使用多個量子阱（QW）可以實現較低的能帶隙，但是這種途徑需要對外延生長條件進行先進的管理才能發揮作用。

本文中，研究者們將應變平衡式GaAsP / GaInAs QW被整合到單結GaAs太陽能電池和雙結GaInP/GaAs太陽能電池中，單結器件的效率為27.2％，而串聯器件的效率為32.9％。在具有高達80 QW的電池中，觀察到良好的載流子收集和低的非輻射重組。 儘管有大量QW，GaAs電池仍採用後異質結架構將量子阱器件中的開路電壓提高至1.04 V以上。

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

3. Adv. Energ. Mater.：氟化末端組使高效能全聚合物太陽能電池具有近紅外吸收和提高器件效率超過14%

端基的氟化在開發有效的小分子受體方面已經取得了巨大的成功。但是，該策略尚未應用於聚合物受體的開發。在這裡，研究者們首先開發了一種由氟原子和溴原子同時修飾的二鹵化末端基，即IC‐FBr，然後用它為所有PSCs構建了一種新的聚合物受體(PYF‐T)。與非氟化物（PY‐T）相比，PYF‐T表現出更強的紅移吸收光譜，更強的分子堆積和更高的電子遷移率。同時，端基上的氟化作用使PYF-T的能級下降，從而與供體聚合物PM6更好地匹配，從而導致有效的電荷轉移和較小的電壓損耗。

結果，基於PM6：PYF‐T的全PSC的功率轉換效率（PCE）比PM6：PY-T（11.1％）的功率轉換效率（PCE）高14.1％，這是所有PSC的最高值報告至今。這項工作證明了端基氟化在設計高效能聚合物受體方面的有效性，這為開發更高效，更穩定的全PSC鋪平了道路。

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

4. Adv. Energ. Mater.：溫度和光調製不同有效能帶隙的非富勒烯有機太陽能電池中的開路電壓

本文中，研究者們描述了非富勒烯基有機太陽電池開路電壓Voc的溫光強度與材料特性和多機制複合引數之間的關係。有效能帶隙Eg,eff和電極層的系統性變化允許觀察雙分子、體塊和表面陷阱輔助複合機制的不同相對貢獻。分析模型和建立的電壓阻抗譜技術的互補優勢提供了一個有用的工具來量化工作條件下有機太陽能電池的多機制重組引數，狀態的有效密度Nc和能量無序σ。透過將該模型應用於四種不同的供體:傳統或倒置器件結構的非富勒烯受體共混體系，證明了該模型在理解Voc的溫度和光強度依賴關係方面的有效性。

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

5. Adv. Funct. Mater.：透過二元溶劑混合物來微調混合微結構提高非富勒烯聚合物太陽能電池的光伏效能

研究共混物微觀結構與光伏效能之間的關係變得越來越普遍，這是合理提高器件效能的前提。非富勒烯受體通常具有平面骨架構象和強分子間堆積，通常導致過度的相分離。研究者們證明了一種有效的助溶劑共混策略，可以改變氯化小分子受體Y6- 2Cl的分子組織，並以PM6作為供體，對相應的活性層進行相分離。現場光致發光測量和相關的形態學特徵表明，當使用氯仿（CF）和氯苯（CB）溶劑的混合物時，成膜過程是精細的，並且共混物顯示出高疇純度和合適的相分離網路。

因此，在共溶劑葉片塗覆的裝置中，可以獲得更好的激子離解和電荷產生，更平衡的電荷傳輸，以及更少的重組損失。結果，實現了16.17％的最大功率轉換效率（PCE），遠高於CF和CB刀片裝置的轉換效率（分別為14.08％和11.44％）。值得注意的是，這種共溶劑方法在其他兩個高效能光伏系統中的使用也得到了證實，這證明了其在印刷有機太陽能電池中的良好通用性。

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

6. Adv. Energ. Mater.: 實用高速超級電容器用碳化鈦MXene離子通道的最佳化

重塗2D材料中離子通道的延長極大地限制了緻密膜電極(質量負荷>10 mg cm−2)的電化學效能。典型的策略，如奈米材料的插入和3D結構設計，有望降低Ti3C2Tx電極的體積電容，削弱Ti3C2Tx相對於其他電極材料的優勢。在此，研究者們開發了一種新穎、簡便、可控的H2SO4氧化方法，用於緩解Ti3C2Tx膜的重修問題，因為Ti3C2Tx膜中含有少量的電化學非活性副產物，如TiO2。Ti3C2Tx薄膜的分層離子通道“高速公路”具有多孔結構，原子級增加層間間距，並減少薄片尺寸(透過探針超聲)。

結果，超高速率效能獲得高容量電容≈1.1µm厚Ti3C2Tx薄膜,電容保留64%的獲得(208 g−1/756 F cm−3)當掃描速率增加從5到10000 mV s−1。即使在高質量載荷超過12 mg cm−2(48µm厚度),速度能力仍然是與非Ti3C2Tx質量負載較低的電極(1 mg cm−2)。因此，路徑最佳化的厚Ti3C2Tx薄膜獲得了≈3.2 F cm−2的高面積電容，這對實際應用具有重要意義。

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

7. Adv. Funct. Mater.：基於二維矽氧烷-石墨烯異質結構的高效能超級電容器，用於捕獲電動汽車的再生制動能量

高效能電極的開發對於提高超級電容器（SC）的能量密度（不影響其功率密度）並且具有寬的溫度耐受性，對於將SC應用於電動汽車至關重要。最近的研究集中於製備多組分材料以形成具有增強的電化學效能的電極。在本文中，研究者們設計了基於矽氧烷-石墨烯（rGO）異質結構電極的對稱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。製成的矽氧烷-rGO SSC可以在-15至80°C的較寬溫度範圍內執行，這使其適用於汽車應用。這項研究表明了矽氧烷-rGO SSC在驅動電動汽車以及捕獲再生制動電動汽車原型中的制動能量方面的實際適用性。這項工作為評估將矽氧烷-rGO SSC用作電動汽車中合適的能源裝置開闢了新的方向。

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

8. J. Am. Chem. Soc.：氧化還原化學和捕獲分子O2在富鋰無序氟鹽陰極中的作用

在尋找用於下一代鋰離子電池的高能量密度陰極時，與無序富鋰層狀化合物相比，無序的岩鹽氟氧化物由於其高容量和較低的電壓滯後而受到了廣泛關注。但是，對這些現象及其氧化還原化學的深入瞭解仍然不完整。使用原型的氟化氧Li2MnO2F，研究者們證明，在這些材料中的氧氧化還原過程涉及到形成困在帶電陰極體結構中的分子O2，在放電時被還原。分子O2 剛性地被捕獲在空位簇中，並且與自由氣態O 遷移率最小 2不同 ，它的 ，這使其更像固態環境。Mn氧化還原過程發生在八面體Mn3+ 和Mn4+之間 ，沒有四面體Mn5+ 或Mn7+的跡象。

我們進一步推導了當地協調環境與氧化還原電位之間的關係。這引起了觀察到的Mn和O氧化還原對的重疊，並揭示了氧離子氧化的起始電位取決於氧周圍的離子度，從而擴充套件了基於線性Li-O-Li構型的模型。這項研究提高了我們對無序岩鹽氟氧化物中氧化還原機理的基本認識，強調了它們作為高容量陰極的前景。

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

9. Nat. Commun.：Li1.5La1.5MO6(M=W6+，Te6+)作為一種新型的富鋰雙鈣鈦礦型全固態鋰離子電池

固態電池是一種安全實現高能量密度的方法，但是這種結構也面臨著來自電極和固體電解質之間介面問題的挑戰。在這裡，本文開發了一個新的雙鈣鈦礦家族，Li1.5La1.5MO6(M=W6+，Te6+)，其中不尋常的鋰離子分佈能夠實現宏觀離子擴散，並且成分的定製設計允許將功能切換到負電極或固體電解質。鎢的引入允許在1V以下可逆地鋰離子插層，可作為陽極應用（初始比容量>200 mAh g-1，體積變化非常小∼0.2%）。相比之下，用碲代替鎢可誘導氧化還原穩定性，將鈣鈦礦的功能導向具有高達5V電化學穩定性和低活化能壘（<0.2eV）的固態電解質用於微觀鋰離子擴散。透過多個長度和時間尺度的表徵，可以對這些材料中的結構-效能關係進行詢問，並且對採用這兩種成分的固態電池進行初步檢查表明，晶格匹配方法對所有固態電池都有希望。

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

10. ACS Energy Lett.：硫化物固體電解質與鋰金屬陽極間電荷轉移穩定性的預測

電池電極對固體電解質（SE）的還原或氧化會將電子或空穴注入SE中，導致不必要的導電性和/或沉澱有害的介面反應。這裡，透過計算硒的帶邊相對於電極的電化學電位的位置來確定從鋰金屬陽極到10個硫化物基SEs的電荷注入的可能性。儘管這些SEs表現出較大的帶隙（>4ev），但幾乎所有的SEs都容易受到電子注入的影響。一個顯著的例外是含硼硫化物Li3BS3，它表現出最大的抗還原性。將電荷轉移穩定性的趨勢與鋰陽極的化學穩定性趨勢進行了比較，發現兩者是相似的。結合化學和電荷轉移現象的特徵，可以全面評估介面穩定性。透過對Li/Li2H2PO4/LGPS介面系統的最新實驗結果的解釋，說明了該方法的實用性。

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

11. ACS Energy Lett.：釩液流電池用高度有序超薄全氟磺酸離聚物膜

在釩氧化還原液流電池（VRFBs）中，全氟磺酸（PFSA）離聚物膜在離子透過親水通道傳輸方面起著至關重要的作用。然而，在水合狀態下，其隨機互連通道尺寸較大，導致質子/釩離子選擇性較低，限制了VRFB效能的提高。在此，本文透過在空氣/水介面上的分子排列，製備了一種尺寸減小的高度排列離子通道的超薄PFSA膜。有序的離子通道顯著抑制了釩離子的交叉，離子選擇性比傳統的PFSA膜提高了500倍。分子控制的超薄PFSA膜在不同電流密度和長週期（800次迴圈）下在多孔載體上表現出穩定的電池效能，超過Nafion 211（73%）在200 mA cm-2下的能量效率。具有高離子選擇性的高有序超薄PFSA膜可以為VRFBs提供一種實用的低成本、高效能的膜。

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

12. Adv. Funct. Mater.：磷硫雙耦合的CoxOy奈米片的合理工程化增強水分解和鋅-空氣電池效能

本文研究了一種基於磷硫雙摻雜氧化鈷奈米片的高效多功能催化劑Cu@CuS奈米線被開發用於水分解和鋅-空氣電池。這種獨特的異質結構的形成不僅增加了電活性中心的數量和型別，而且導致了電子結構的調製，從而對反應物產生了合理的吸附能，提高了電催化效率。催化劑在氫氣和氧氣析出電流10 mA cm−2下，分別表現出116和280 mA cm−2的小過電位。因此，所開發的電解槽在10 mA cm−2下的電池電壓為1.52 V，執行30 h後的電流響應為92.3%的長期穩定性。此外，在鋅-空氣電池的製造中使用這種催化劑，電池電壓為1.383 V，在220 mA cm−2下的功率密度為130 mW cm−2。

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

13. Adv. Energ. Mater.：揭開鋰離子電池多孔電極電荷傳輸限制

同時提高當前一代鋰離子電池的能量和功率屬性的一個可能的策略是開發具有高活性物質負載的厚多孔電極以及離子和電子的最佳滲流網路。無論單顆粒嵌鋰材料的插入容量和動力學如何高，電池的能量和功率密度都會受到多孔電極中離子和電子傳輸限制的限制。在這項工作中，基於實驗和理論提出了一個物理影象來聚焦和量化微尺度孔隙率和活性物質負載在確定多孔電極的彎曲度、有效傳輸特性和效能限制方面的關鍵作用。結果是一個現象學的影象，結合理論框架，對鋰離子電池的效能限制在短距離和長距離內的電子和離子傳輸限制的相對份額進行了反捲積。

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

14. Adv. Energ. Mater.：多孔FeCo玻璃合金作為高效能鋅空氣電池的雙功能載體

鋅空氣電池（ZAB）因其安全性高、效能優異而備受關注。然而，ZAB的實際應用很大程度上依賴於開發耐用的支撐材料來取代傳統的碳載體，這些材料存在不可修復的腐蝕問題，嚴重影響了ZAB的效能。本文研究了一種新型多孔FeCo玻璃合金作為ZAB的雙功能催化載體。多孔玻璃合金的導電骨架用於穩定氧還原助催化劑，更重要的是，FeCo是析氧的初生相。為了證明催化玻璃合金載體的概念，超小的鈀奈米粒子被錨定在多孔FeCo（稱為Pd/FeCo）上，作為氧還原活性中心。Pd/FeCo在鹼性介質中對氧還原（半波電位為0.85 V）和析氧（電位為1.55 V，達到10mA cm−2）的電催化活性顯著提高。在ZAB中使用時，Pd/FeCo的輸出功率密度為117mW cm−2，在200小時（400次迴圈）內具有優異的迴圈穩定性，超過了傳統的碳負載Pt/C+IrO2催化劑。這種將高活性組分與多孔結構相結合的整合設計為開發新型奈米結構電催化劑提供了新的策略。

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

15. Adv. Mater.封面：拓撲材料：實現室溫電傳輸拓撲材料應用的標準

拓撲材料中發現的異常電子態可以使新一代裝置和技術成為可能，但是長期存在的挑戰一直是尋找無害的平行體導電的材料，這可能是由於缺陷或熱活化載體引起的。在此，研究者闡明瞭實現拓撲狀態主導的傳輸特性所需的材料標準，是拓撲裝置的必要條件。這可用於3D拓撲絕緣體，3D Dirac材料和1D量子異常霍爾絕緣體，儘管可以將其應用於類似系統。關鍵引數是電子帶隙，介電常數和載流子有效質量，這些引數決定了在什麼情況下（缺陷密度，溫度等），不希望的體積態將平行於拓撲態進行傳導。由於這些從根本上由基本原子性質決定，因此可以使用簡單的化學論據來瀏覽相空間，以最終找到改良的材料。這將能夠快速識別具有改進特性的新系統，這對於設計新的材料系統並推動新一代的拓撲技術至關重要。

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

16. Adv. Energ. Mater.：全固態鋰電池的EDXRD研究硫銻酸鹽上離子導體與金屬硫化物的耦合

硫化物固態電解質具有顯著的離子導電性和較低的機械剛度，但與電極的電化學和化學穩定性相對較低。因此，在研製穩定的全固態鋰電池（ASLBs）時，將硫化物電解質與合適的陰極配對是至關重要的。本文系統地合成和研究了一種不同組成的硫銻酸鹽離子導體Li6+xGexSb1−xS5I，其中Li6.6Ge0.6Sb0.4S5I可獲得1.6 mS cm−1的優異離子導電性，一種理論容量高（894 mAh g−1）的金屬硫化物FeS2陰極與Li6.6Ge0.6Sb0.4S5I在ASLBs中耦合，無需額外的介面工程。Li6.6Ge0.6Sb0.4S5I和FeS2在迴圈過程中的結構穩定性透過操作能色散X射線衍射進行表徵，這使得無需重新設計或拆卸密封電池和存在空氣汙染風險的情況下快速收集結構資料。評估了電化學穩定性，確定了0.7≈2.4v（vs.In–Li）的安全工作電壓視窗。由於ASLBs中的固體約束，Fe0聚集和多硫化物穿梭效應得到了很好的解決。ASLBs在C/10下表現出715 mAh g−1的突出初始容量，並且在220個迴圈中穩定，室溫下的高容量保持率為84.5%。

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

17. Adv. Energ. Mater.：硝基芳烴作為可充電鹼離子電池的高能有機陰極材料

具有氧化還原功能的有機陰極材料由於其較高的理論重量容量、分子多樣性和可持續性，越來越受到重視。但是，它們在比容量和能量密度方面仍然受到限制。人們迫切希望發現新的多電子氧化還原活性功能，能夠顯著提高容量和能量密度。本文報道了一組有機硝基芳香族化合物（對、鄰、間二硝基苯（DNB））作為新型高能鹼離子電池正極材料。首次發現DNBs中的硝基在高於2V的電壓下發生電化學可逆的兩步兩相反應，理論容量為638 mAh g−1。對反應機理進行了系統的研究，驗證了氧化還原可逆性。透過將最佳p-DNB限制在微孔碳奈米球主體內，鋰離子電池、鈉離子電池和鉀離子電池分別在50 mA g-1達到620 mAh g−1、573 mAh g-1和536 mAh g-1的可逆容量。這項工作展示了硝基作為一種獨特的氧化還原可逆功能，為下一代鹼離子電池新型高效能有機硝基芳香族陰極材料的開發開闢了新的方向。

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

18. Adv. Energ. Mater.：具有內建磷穩定劑的高導熱分離器，適用於優質富鎳陰極鋰金屬電池

無鈷陰極材料的發展推動了下一代金屬電池用層狀富鎳陰極的研究。遺憾的是，由於相變導致析氧反應等問題，富鎳陰極材料的容量保持率低，熱穩定性差，阻礙了其廣泛應用。在此，透過簡單的相轉化方法，從無機磷基阻燃劑和導熱石墨烯氧化物新增劑製備具有三維多孔結構的高柔韌性分離器。得益於其三維多孔結構、內建自由基清除劑和均勻的熱分佈，所獲得的分離器透過阻斷大尺寸陰離子實現了近單次的Li+遷移（Li+=0.8），使LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2/Li金屬電池在0.2 C下達到188.8mAh g−1，在200次迴圈後，商用聚烯烴分離器的容量保持率為82.2%，而商用聚烯烴分離器的容量保持率為41.4%，並且透過降低區域性溫度熱點和實現充分的質量傳遞，具有優異的枝晶抑制能力。這項工作也為其他高能電池系統穩定活性電極材料提供了新的替代途徑。

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

19. Adv. Energ. Mater.：鋰硫電池中釩溶入氮化鈦晶格結構合理調節多硫化物

合理調控主客體相互作用化學具有重要意義，但尚未有效地應用於鋰硫電池中。在此，開發了一種獨特的鈦釩氮化物固溶體織物，作為實現高效持久硫電化學精細結構調製的理想平臺。V溶解到TiN晶格骨架中，可以巧妙地調整Ti和V的配位和電子結構，調整它們各自對硫物種的化學親和力。因此，最佳化的Ti-V相互作用使多硫化物的整體吸附率最高，有助於硫的固定化和快速反應動力學。製備的Li-S電池具有良好的迴圈效能，400次迴圈後容量保持率高達97.7%。此外，在6.0 mg cm−2的高硫負荷和6.5 mL g−1的有限電解液濃度下，可維持超過6.11 mAh cm−2的可逆面積容量。這項工作為合理調節鋰硫電池的精細結構提供了一個新的戰略視角。

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

20. Nat. Mater.：共軛磺醯胺類有機鋰離子正極

有機電池材料在傳統搖椅式鋰離子電池中的適用性仍然受到缺乏含鋰和空氣穩定的有機電極化學物質的嚴重挑戰。在該領域數十年的實驗和理論研究僅產生了鋰儲能材料的一些最新例項，所有這些例項都依賴於共軛羰基氧化還原化學。在這裡，我們用一類共軛磺醯胺（CSAs）擴充套件了有機鋰離子正極材料的範圍，並表明在空氣中處理時，磺醯基上的電子離域使所得的CSA具有固有的抗氧化性和耐水解性，並且還顯示出可逆的電化學電荷儲存。CSA化學物質的氧化還原電位範圍很寬，在2.85V到3.45V之間，可透過靜電或誘導分子設計進行精細調節。這類有機鋰離子電極材料挑戰了無機電池正極的領域，因為這種CSA化學物質已經顯示出與LiFePO4相當的質量比容量指標。

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

21. Angew. Chem. Int. Ed.：確定關鍵的陰離子-陽離子配位以調節雙電荷層實現高效的鋰金屬負極介面

揭示固體電解質相（SEI）的形成和演化機理對於其合理調節具有根本意義。本文透過理論和實驗相結合的模型研究，闡明瞭是由於電極/電解質介面上的電雙層(EDL)化學，而不是電解質組分的熱力學穩定性控制了鋰金屬負極SEI結構中的競爭性還原反應。特別是，鋰金屬帶負電荷的表面將促使EDL中出現大量陽離子富集和陰離子不足。僅參與陽離子的溶劑化殼的物質可以在鋰金屬表面附近靜電積累，然後在持續的動態迴圈中被優先還原。經驗證，摻入多價陽離子新增劑可更有效地將有利的陰離子SEI促成劑引入EDL中，這是提高鋰金屬保護效能的有前途的策略。本文得出的結論為結合EDL原理，陽離子溶劑化和SEI的形成提供了更深入的理解，為反應性鹼金屬介面的目標調節提供了新的思路。

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

22. Angew. Chem. Int. Ed.：鹵化物固體電解質的鋰金屬負極不穩定性及其對固態電池的影響

由於高離子電導率和良好的氧化穩定性，基於鹵化物的固體電解質重新獲得了在固態電池中的應用興趣。儘管似乎給出了在正極介面處的穩定性，但尚未探索出對鋰金屬負極的穩定性。在這裡，透過鋰金屬的濺射沉積，隨後的原位X射線光電子能譜以及阻抗譜研究了Li3InCl6（Li3YCl6）與鋰之間反應層的形成。該介面在熱力學上不穩定，並導致相間電阻不斷增大。另外，用阻抗譜對Li3InCl6和Li6PS5Cl的介面進行了表徵，以判斷作為正極電解質和隔膜的聯合使用是否能長期穩定和低阻抗工作。實際上，氧化穩定的基於鹵化物的鋰離子導體不能應用於鋰金屬，但可能有望用作正極電解質。

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

23. Angew. Chem. Int. Ed.：可充電鋁有機水系電池

鋁離子水系電池（AAB）被認為是有前途的下一代儲能裝置，目前報道的鋁離子水系電池正極主要集中於無機材料，這些材料通常具有典型的Al3+離子（脫嵌入）機理。但是，Al3+與主體材料之間的強靜電力通常會導致動力學變慢，可逆性差和迴圈穩定性差。在本文中，我們使用具有氧化還原活性部分的有機化合物吩嗪（PZ）作為鋁離子水系電池中的正極材料。與受有限晶格間距和剛性結構限制的常規無機材料不同，柔性有機分子可透過PZ的可逆氧化還原活性中心（–C = N–）進行大尺寸的鋁-絡合物共嵌入。這種共嵌入行為可以有效減少去溶劑化的損失，並在離子（脫）嵌入過程中大大降低庫侖排斥力。因此，該有機正極顯示出高容量和出色的迴圈效能，這超過了大多數報道的鋁離子水系電池電極材料的有機正極。這項工作突出了氧化還原活性有機材料的陰離子共嵌入化學，有望促進高效能多價離子電池系統的發展。

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

24. Adv. Mater.：無枝晶鋰/碳奈米管雜化材料用於鋰金屬電池

鋰金屬電池在下一代儲能系統中很有前途。然而，由於鋰枝晶的不良迴圈效能和嚴重的安全問題，其實際應用仍然受到阻礙。在此，提出了一種無枝晶鋰/碳奈米管（CNT）雜化材料，該混合物是透過將熔融的鋰直接塗覆在CNT上而製成的，用於鋰金屬電池。良好的熱力學和動力學條件將熔融的鋰快速注入CNTs網路中，這是在Li / CNTs雜化物中形成均勻金屬層的關鍵。結果表明，在2000個迴圈中，即使在40 mA cm−2的超高電流密度下，在對稱電池中的剝離/電鍍容量為2 mAh cm−2時，也具有超穩定的效能。隨後還證明了電阻的顯著降低，高電流密度下出色的迴圈穩定性以及在鋰硫全電池中的柔韌性。這項工作為製造鋰金屬電池提供了有價值的概念。

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

25. Adv. Mater.：在共軛微孔聚合物保護層中具有離子選擇性奈米流體傳輸的高效能鋰金屬電池

金屬鋰是鋰電池負極的“聖盃”，能夠釋放電池中正極的全部電勢。然而，使用純鋰負極在安全性，迴圈壽命和倍率能力方面面臨若干挑戰。本文中，開發了一種可溶液處理的共軛微孔熱固性聚合物（CMP）。CMP可以進一步轉化為具有納流通道（5–6Å）的大型膜。這些通道可以用作鋰負極表面上的便捷且選擇性的鋰離子擴散途徑，從而即使在高面電流密度下也能確保穩定的鋰剝離/鍍覆。CMP修飾的鋰負極（CMP-Li）在20 mA cm-2的面電流密度下表現出2550小時的迴圈穩定性。此外，CMP易於進行固溶處理和噴塗，使其非常適用於連續的卷對卷鋰金屬處理工藝。以CMP-Li為負極，LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（NCM811）為正極的軟包電池具有400 Wh kg-1的穩定能量密度。

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

26. ACS Energy Lett.：基於陶瓷電解質的高能全固態有機鋰電池

最近的研究已經確定了有機電池電極材料的獨特效能，例如適度的氧化還原電勢和機械柔軟性，這些特性對基於陶瓷電解質的全固態電池具有獨特的優勢。在這裡，我們進一步探索有機材料的前景，並展示了比能量為828 Wh kg-1的基於硫化物電解質的有機鋰電池，該技術與最先進的全固態電池相媲美。完成這一過程需要兩個創新步驟。首先，鋰負極和高容量正極材料pyrene-4,5,9,10-四酮的組合可確保較高的理論比能。其次，透過引入冷凍研磨技術來最佳化有機正極的微觀結構，冷凍研磨技術是一種用於加工軟材料的通用技術，但不適用於電極製造。結果，正極材料的利用率從先前報道的基於陶瓷電解質的固態有機電池的55-89％增至99.5％。該改進突出了固態有機電極對微結構工程的特殊要求，同時保留了元件的化學完整性。

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

27. Adv. Funct. Mater.：高效能鈉離子電池的鋰取代隧道/尖晶石異質結構正極材料

鈉錳氧化物由於其豐富的資源和潛在的低成本而成為有前景的鈉離子電池（SIB）正極材料，引起了人們的興趣。然而，由於與Mn3+有關的錳歧化反應，阻礙了它們的實際應用，導致容量快速下降和差的倍率能力。在本文中，成功地合成了鋰取代的隧道/尖晶石異質結構正極以解決這些限制。鋰摻雜劑用作抑制不利的多相轉變，改善正極的結構可逆性和鈉儲存效能的支柱。同時，隧道/尖晶石異質結構提供三維鈉離子擴散通道，可有效增強氧化還原反應動力學。

經過最佳化的[Na0.396Li0.044] [Mn0.97Li0.03] O2複合材料具有出色的倍率效能，在15 C時可逆容量為97.0 mA hg-1，相當於0.1 C時容量的82.5％。在1200次迴圈中具有良好的迴圈穩定性，在10 C下具有顯著的容量保持率，為81.0％。此外，透過與硬碳負極組合，整個電池展現出高的比容量和良好的迴圈性。經過200個迴圈後，該電池在1 C時可提供105.0 mA h g-1的比容量，這表明了實際應用中正極的電勢。該策略可能適用於其他鈉缺乏的正極材料，併為其戰略設計提供依據。

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

28. Adv. Funct. Mater.：在用於高能量密度固態電池的正極中構建電子和離子雙導電聚合物介面

固態電池複合正極中的固-固介面面臨著棘手的問題，即物理接觸不良，化學副反應，時間分離以及鋰離子/電子轉移緩慢。開發關鍵材料以實現具有有效固-固介面的複合正極對於提高固態電池的庫侖效率，迴圈壽命和能量密度至關重要。在此，透過鋰化聚乙烯醇縮甲醛衍生的鋰離子單離子導體（LiPVFM），二氟（草酸）硼酸鋰（LiODFB）和電子導電聚合物的分子間相互作用，為複合正極製備了電子和離子雙導電聚合物（DCP）。交聯，配位和氫鍵作用使DCP具有68.9 S cm-1的高電導率，鋰離子電導率（2.76×10-4 S cm-1），6 V以上的大電化學視窗和6.8 GPa的高模量。此外，DCP可以在活性材料粉末上形成塗層，以透過緩衝鋰化/去鋰化過程中的內應力來維持結構完整性，同時與少量的CNT一起構成長程和短程電子/離子導電通道。基於DCP的複合正極可實現固態電池的出色迴圈，負載高達11.7 mg cm-2時，無需集流體，活性物質含量高達90 wt％。

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