随着电化学储能技术在社会中的快速发展和应用，需要开发集高能量、高功率和低成本为一体的新一代电池。在许多锂离子后电池中，利用二价Mg2+ 作为电荷载体的可充电镁电池有望在体积能量密度和电池的成本方面提供实质性的改善，因为使用了地球上丰富的、高容量和更安全的无枝晶金属阳极镁。然而， 功率密度一直是这项技术的阿喀琉斯之踵。这一挑战的根本原因是二价Mg2+ 离子的固有特性:它拥有锂离子两倍的电量，而具有于锂离子相...

可穿戴和植入式生物电子学在人类疾病的诊断、缓解和治疗方面具有重要意义，而动力单元对于实现这些功能必不可少。由于兼具高能量密度和可循环性等优点，电池成为各种储能系统中动力单元的首选。因此，可穿戴和可植入生物电子学的应用场景需要电池与生物组织匹配的机械性能（例如杨氏模量）。一方面，它可以在没有任何机械载荷的情况下，在动态变形下与不平坦的组织表面稳定紧密接触，有利于生物电子学的持续和正常运行。另一方...

锂离子电池（LIBs）由于其工作电压高、循环寿命长、自放电率低等优点，在便携式电子产品、电动汽车和储能系统中得到了广泛的应用。为了满足日益增长的高端应用需求，提高电池的倍率性能和能量密度受到了极大的关注。作为LIBs最重要的组成部分之一，隔膜不仅可以防止电极的物理接触，还可以为离子传输提供多孔通道。因此，隔膜的理化性质对LIBs的电化学性能和安全性具有至关重要的影响。LIBs中使用的商业隔膜由聚烯烃制成，例如...

​原位谱学观察在电池研究中有着极其重要和高效的作用，能检测出电池在循环的动态过程中正极、负极和电解质中的成分变化和发展，有着非原位方法不可比拟的优势。电池研究中应用较多的原位方法有：原位红外、原位拉曼和原位XRD等等。而原位核磁，因样品仓结构复杂改装困难，射频信号难以绕过金属等，较难实现金属壳扣式电池的原位测试。但NMR方法本身对于电池内部成分研究是相当有优势，既可通过化学位移和积分面积获得原子化学...

由于金属镁高的理论体积能量密度(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，由于镁的二价特性而造成的高电荷密度，使得在负极侧表现为难以穿过负极界面层，表现出大过电位等；在正极侧表现为正极材料中扩散动力学缓慢等。基于此，马里兰大学的王春生课题组提出向电解液中加入螯合试剂，其对Mg2+的结合力高出溶剂6至41倍，溶剂化鞘通过重组绕过了原本能量上不利的Mg2+去溶剂化过程，降低...

为了让纤维锂离子电池在便携式、可穿戴电子设备和智能衣物上得到广泛应用，开发一种能够大规模生产的柔韧、安全、可清洗的纤维锂离子电池具有重大的科研价值和实用价值。为此，复旦大学的彭慧胜教授和陈培宁副研究员开发了一种可大规模生产的高性能纤维锂离子电池。作者制造的纤维锂离子电池在外形上为一根细线，流程大致为：首先按照调配好的配方配制好正负极浆料，再让直径为200微米的正负极集流体通过相应的浆料池，使其包裹...

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...