目前研究现状，LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2（NMC811）正极与锂（Li）金属负极构成的锂金属电池，在液态电解质中会生长枝晶，导致电池在循环过程中容易短路。具有高机械强度的固态电解质能够有效地抑制锂枝晶的生长。然而，在电池组装或长时间循环中，固态陶瓷颗粒中会产生微米或亚微米大小的裂纹，而且一旦形成裂纹，锂枝晶渗透不可避免，从而阻碍了锂金属负极的长寿命循环。基于此， 美国哈佛大学李鑫教授设计了一种具有界面稳定性的...

电动汽车要求电池能够持续使用10年以上，因此其长期稳定性至关重要。对于新兴的硅（Si）基电池来说，这具有很大挑战性——尽管目前Si负极在循环过程中的衰减进行了大量研究，但关于其时间依赖性的性能衰（Calendar aging）减知之甚少。为此，美国阿贡国家实验室Christopher S. Johnson团队在Nature Energy上发表了题为“Calendar aging of silicon-containing batteries”的文章专门讨论这类问题。文章讨论了一系列关于Si的化学...

三元层状材料是目前锂离子电池正极材料中的研究重点，相比较传统钴酸锂材料，其具有较高的理论比容量，相对便宜的价格，因此，三元材料的使用，能够极大程度上缓解里程焦虑，也能够降低钴材料的依赖性。然而，三元材料在合成过程中普遍采用共沉淀的方式，因此合成的材料结构为一次粒子堆积形成的二次球状颗粒为主。这种材料在装配电池使用过程中发现，一次粒子的充放电行为导致体积的收缩，从而引发二次粒子中的晶界之间出现裂...

硅负极因为自身的高理论比容量（＞3500 mAh/g）、丰富的自然储量等优势被认为是下一代高能量密度锂离子电池最具发展潜力的负极材料之一。然而，在实际的电池循环中，硅负极本身存在着巨大的缺陷：一是硅负极在嵌锂和脱锂过程中会发生极大的体积变化（＞300%），易导致硅颗粒自身的破裂和粉化以及集流体的剥离问题；二是由于锂硅合金的高反应性，固体电解质界面膜（SEI）会不断破裂和重新生成，造成电解液和活性锂的持续消耗。故...

在 650 ℃ 以下运行的低温固体氧化物燃料电池 (LT-SOFC) 具有长期运行稳定性和便携式发电的特点，但是SOFC的电极极化电阻仍然是性能的严重限制，因此研究新的电极材料对于提高SOFC的性能非常重要。纳米结构电极提供了在低温下提高 SOFC 效率的可能性。在不同的电极制备技术中，喷雾热解沉积是一种通用、经济和可工业大规模生产的方法，可以直接在电解质上生长电极，减少制备步骤和时间。本文总结了该领域的最新进展，特别强调了...

锂离子电池约250Wh/kg的能量密度已越来越不能满足电动汽车、便携式电子设备等应用场景的需要。为尽可能的提升电池能量密度，可使用高镍三元正极材料、锂金属负极和提高充电截止电压，但这会对电池的稳定循环构成严峻挑战。本文章报道了一种磺酰胺基电解液（1 m LiFSI / DMTMSA），该电解液对正负极均有较好的保护作用，当截止电压为4.7V时，在0.5C下循环100次容量保持率和平均库伦效率分别为88.1%和99.65%。多种表征技术结果表...

高镍材料在充电过程中，当电压大于4.2V时，会出现H2至H3相的转变，并伴随晶胞沿c轴方向上的突然收缩，导致较大的体积变化并产生微应力，在后续循环中诱导微裂纹的出现并恶化循环性能。因此如何解决高镍材料在高电压下的相变问题是当今研究的热点。 文章报告了一种原位构建 Li1.4Y0.4Ti1.6 (PO4 ) 3 (LYTP) 离子/电子导电网络的策略，该网络连接了单晶 LiNi0.88Co0.09Mn0.03O2 (SC-NCM88) 颗粒。同时，LYTP网络促进SC-NCM88颗粒...

对于现代便携式电子产品而言，可充电锂离子电池（LIBs）在超低温（-30℃及以下）电池能量密度的降低，限制了电动汽车、海底、军事和国防设备以及空间探索。为提高电池的能量密度，一是可以通过使用锂金属负极代替石墨负极，将电池能量密度提高到300 Wh kg-1以上，然而，锂金属负极的循环稳定性和库仑效率（CE），限制了锂金属电池（LMBs）的实际应用；二是可以调控电解液中锂离子的去溶剂化过程，以此降低界面阻抗。目前，采用...

锂电成本面临的挑战主要与正材料价格飞涨和过渡金属（TMs）需求增加有关，特别是钴（Co），它是已广泛使用商业正极材料中的核心元素。但是钴不稳定的价格变化给相关正极材料的开发和使用带来极大影响，因此开发无钴正极材料显得尤为重要，为了正确开发无钴正极或确定合适的成分替代品，需要全面了解钴在富镍正极中的功能。鉴于此，美国阿贡国家实验室陆俊教授和Khalil Amine教授联合北京大学深圳研究生院潘锋教授（共同通讯作者...

热失控一直是一个放热化学反应和内部短路重合、相互作用的热电耦合过程，是阻碍锂离子电池应用的关键问题。弄清化学反应和内部短路对热失控的贡献对于开发更安全的锂离子电池至关重要。本文研究了热滥用条件下锂离子电池内部短路与热失控的关系。设计了液氮停止热失控试验，以表征内部短路的原因。发现隔膜的热收缩是内部短路发生的原因。然而，内部短路产生的焦耳热受到电池电阻急剧增加的限制，因此对电池热失控的影响很小。...

由于镁的高理论体积能量密度(3833 mAh cm-3)和高自然丰度(2.33 %)，镁金属电池受到越来越多研究者的关注。然而镁金属负极的实际应用面临着集流体（常见为铜箔）上的非均匀沉积的问题，这不仅造成了严重的安全问题，而且缩短了其循环使用寿命。基于此，青岛科技大学的崔光磊课题组设计出一种由碳布上垂直排列的N掺杂碳纳米纤维阵列构成的三维集流体，用于Mg的均匀沉积。该VNCA@C集流体同时满足均匀化电流密度、几何约束和化学吸...

锂离子电池在过充的情况下，由于负极余量不够会在负极表面析出一层锂金属，一方面，析锂会造成大量的锂离子损失，造成内阻增加和容量衰减；另一方面，如果析出的锂继续增长会生成锂枝晶，锂枝晶会刺穿隔膜造成内部短路触发热失控，对电池的安全性造成极大的威胁，因此检测析锂对电池管理系统至关重要。该工作通过实验和数值模拟结合的方式，检测出了锂离子电池在过充条件下析出的锂。通过差分电压和差分容量的方法得到了析锂容...