Li3N作为电极-电解液界面（SEI和CEI）的有效组分，可以显著降低界面处电荷转移阻抗，抑制锂枝晶生成，降低多硫化物的溶解和穿梭。现有电解液体系一般仅能在负极表面形成LiF为主的SEI，而难以在硫正极表面形成有效的CEI。加州大学尔湾分校忻获麟课题组开发了一种新型电解液体系（LiFSI/DME/TTE/TMS-N3），其中TMS-N3具备低LUMO能级和高还原电位，可在Li-S电池电压范围内（1-3V），原位还原生成富含Li3N的界面层。同时，LiFSI的还...

尽管锂金属负极（LMAs）能够提供更高的能量密度，但它的可循环性较低，从而导致循环寿命低，其两种主要容量衰减机制包括（1）活性锂金属与集流体的“失联”和（2）活性锂连续还原负以形成固体电解质界面（SEI）。其中，钝化SEI层缓解了锂金属对电解液的热力学不稳定性，防止了导致库仑效率降低的进一步反应。然而，SEI生长的机制仍然难以捉摸。研究显示，直接影响SEI形成和生长的一个特性是其在电解液中的溶解度，溶解会损害钝...

可充电镁-硫（Mg-S）电池采用元素硫正极和镁金属负极，具有极高的理论能量密度（3221 Wh L−1和1684 Wh kg−1）、低成本和高可持续性等优点，近年来受到广泛关注。但在实验中，Mg-S电池循环性能往往较差、比容量较低、充放电极化较大。其中的关键问题包括（1）正极氧化还原产物（S和MgS）电子电导低，反应动力学缓慢；（2）可溶性多硫化物对负极的钝化作用突出等等。作者通过在硫正极中引入元素硒，可同时改善Mg-S电池正极侧的...

锂金属电池由于其超高的理论能量密度成为最有潜力的储能系统，然而锂金属的高反应性会导致电解液的分解，从而阻碍了其应用，而现有的电解液开发工作多使用试错法，对于设计高稳定性溶剂分子效率十分低下。清华大学陈翔团队使用了一种数据驱动方法来探究分子还原稳定性的起源并进行了分子设计，首先使用了图算法构建了一个巨大的数据库，该数据库枚举了9个重原子以下所有的羰基和醚类化合物，共1399个分子。接着通过第一性原理和...

近日，课题组博士研究生杨慧雅在钠离子电池空气稳定性研究方面取得新进展，相关成果“Unveiling the origin of air-stability in polyanion and layered-oxide cathode materials for sodium ion batteries and their practical application considerations”发表在《Advanced Functional Materials》。虽然各种钠离子电池正极的电化学性能已经在材料层面得到了深入的研究，但仍然缺乏从未来实际应用角度对材料进行的评价和比较...

人们普遍认为，用固体电解质代替易燃液体电解质(LE)可以解决锂电池的安全问题。然而，固态电池的安全性很少被讨论，因此其可靠性仍然受到质疑。近日，课题组2021级硕士生李伟对准固态电池的热失控机制探究工作，以“Systematic safety evaluation of quasi-solid-state lithium batteries: a case study”为题的论文发表在国际顶级期刊《Energy & Environmental Science》上。本工作采用原位聚合法制备了准固态电解质，并将其作...

近日，课题组博士研究生吕泽恒在锌碘电池无机固态电解质研究方面取得新进展，相关成果“Stable solid-state zinc-iodine batteries enabled by an inorganic ZnPS3 solid electrolyte with interconnected Zn2+ migration channels”发表在《Advanced Functional Materials》。由于具有高安全性、低成本和高能量密度等突出优势，水系锌碘（Zn-I2）电池受到研究者的广泛关注。但长期以来，碘正极中的活性碘物种在电化学循环过程...

  与锂相比，金属镁在丰度、体积比容量以及安全性方面具有显著的优势。当电解液中包含痕量水，碳酸酯类溶剂 ，或者TFSI-等阴离子时，Mg表面易形成钝化界面层(SEI)，导致电池迅速失效，考虑优化溶剂和镁盐的组合对开发可充镁电池电解液至关重要。  本工作中，作者经过一系列筛选，将适量2-甲氧基乙胺(MOEA)作为共溶剂添加到Mg(CF3SO3)2-G2电解液中。通过实验表征和计算模拟说明MOEA可以通过取代Mg2+溶剂化结构中的CF3SO3‑和G2，...

       锂（Li）金属的电沉积对于高能电池至关重要。然而，同时形成称为固体电解质界面（SEI）的表面腐蚀膜使沉积过程复杂化，这使得人们对锂金属电沉积的了解不足。在这里，作者通过在超快沉积电流密度下超过SEI形成来解耦这两个相互交织的过程，同时也避免了质量运输的限制。通过使用低温电子显微镜，作者发现金属Li的本征沉积形态是菱形十二面体的形态，其令人惊讶地独立于电解质化学或集流体基底。在纽扣电池架构中，这些菱...

又是一年桃李季，芬芳满园正当时。9月11日早会结束后，Zhaolab课题组分别为赵金保老师、张鹏老师、杨阳老师、曾静老师、付慧娟老师、蔡建法老师、徐玉婷老师、苏洁茹老师、杨萍老师献上了鲜花，并送上了真挚的祝福。桃木枝头蓓蕾红，李子青青共繁荣，正是有老师们悉心的教导和指点，我们才能奔赴理想，茁壮成长。在此，课题组全体同学衷心地祝愿教师们身体健康，工作顺利！                    （图：李睿洋、张青、李伟 文：陈...

近日，课题组博士研究生林鹏翔在锌碘电池电解质研究方面取得新进展，相关成果“Simultaneous inhibition of Zn dendrites and polyiodide ions shuttle effect by an anion concentrated electrolyte membrane for long lifespan aqueous zinc-iodine batteries”发表在《ACS Nano》。水系锌碘（Zn-I2）电池因其固有的安全性、天然丰富度广泛、成本低廉等优点而受到广泛关注。然而，阳极和阴极造成的不可逆容量损失严重阻碍了它...

钠金属的不均匀沉积/剥离和不可控的界面反应是影响钠金属电池（SMBs）循环寿命和容量的主要因素。与锂金属相比，由于钠金属的活泼性更强，与电解质接触后更容易给出电子，导致在钠金属表面更难形成致密而坚固的SEI。此外，钠金属的机械模量更低，更容易导致苔藓钠的持续溶解继而进一步消耗电解质造成死钠的形成。这些独特的性质决定了钠的沉积行为倾向于表面生长模式，钠在成核点处的各向异性和不均匀积累生长，会导致大量的沉...