温度系数（TC）可以用来分析LIB的热安全和界面相变，然而目前的工作对于单电极电势的TC的基础理解还不太了解。本工作发现Li沉积/剥离过程中伴随着可观熵变，这会影响TC。为了研究这一现象，作者对照了Li/Li+电池中不同电解液的TC。结果发现了TC与溶剂化能的关系并且通过AIMD进行了验证。本文开发的Li/Li+电极测试TC的方法可以提供锂离子溶剂化环境的参考，并且可以作为一种工具研究锂电池电解液。作者开发了H-型电解池对Li/Li+...

  相较于目前应用广泛的锂离子电池，锂金属电池作为新一代储能装置具有巨大的潜力。其特点是锂金属负极拥有最低还原电位（-3.040V vs. SHE）和超高容量（3860mAh g-1）。但是由于使用传统的碳酸盐电解质，锂金属电池表现出较差的循环稳定性，这导致锂枝晶过度生长和不稳定的固体电解质界面层（SEI）。高温、高压等苛刻的工作条件加剧了这些问题。  之前已有许多为了保护锂金属和减少锂枝晶的工作，如广泛利用的高浓度HCE和局部...

为了开发可靠的高性能锂金属电池，必须在锂阳极上设计稳定的固体电解质界面，富无机或贫有机的SEI具有较少的SEI膨胀和更加优异的电化学性能。由此提出假设：即电解液仍然存在于SEI层中，SEI中的无机化合物在调节锂离子溶剂化环境发挥着重要作用。本文中作为概念证明，研究了悬浮在液体电解质中的Li3N和Li2O纳米颗粒。 通过对Li3N和Li2O悬浮电解质理论和实验分析，阐明了Li3N和Li2O在锂阳极的液体电解质和固体电解质界面中所起的...

钴酸锂在当今的便携式电子产品上依然有广泛的应用，因为它的循环寿命高，振实密度大，体积能量密度高，产品性能稳定，一致性好。尽管钴的价格越来越高，但是在电子产品等方面仍有较大使用优势。钴酸锂的理论容量为274 mAh/g，但是完全去锂化需要5 V vs Li的电压，这么高的电压会导致电解液严重的分解、电极表面结构不稳定。正极/电解质界面相(CEI)对电池高压阴极的循环稳定性至关重要，但其形成机理和性能仍不明确。本工作报告...

相比于锂，镁在地壳和海洋中的储量丰富，价格相对低廉，且二者及其化合物的化学性质相似，因此有研究者提出金属镁作为负极的二次电池。然而镁金属由于负极-电解质界面钝化而无法进行可逆的溶解/沉积，距离实现商业化应用还有很长的路。针对负极-电解质界面存在问题，探究其界面钝化机制对于实现低成本的镁金属电池至关重要。本文使用核磁共振和低温电子显微镜技术，结合分子动力学模拟和密度泛函理论计算，研究了痕量H2O对Mg2+-...

水分子在各个学科领域都扮演着至关重要的角色，人类对其结构的探索从未停止。电极/溶液界面水分子的物理化学特性是理解和发展表面科学、催化和能源科学的重要基础。更重要的是，水分子直接参与众多重要的电催化反应，如氢析出（HER）、氧析出（OER）、二氧化碳还原（CO2RR）、氧还原（ORR）、氮还原（NRR）等。这些处于固液两相界面的水，其数目远低于体相水分子。此外，电催化反应过程强烈依赖于电极电势，必须在电场控制的原...

锂硫（Li-S）电池由于其超高的理论能量密度，是一种非常有前途的储能系统。多硫化锂（LiPSs）是工作中的锂硫电池的重要中间物。然而，LiPSs在电解质中的现有形式还没有被清楚地阐明。目前，LiPSs大多被认为是完全分离的，而多硫化物阴离子通常被认为是主要的成分。不同于常规认识，清华大学张强教授在Chem上发表了题为Cationic lithium polysulfides in lithium–sulfur batteries的文章，该工作首次揭示了在锂硫电池中，多硫化...

空气中氧气的化学能被认为是一种易开发且无成本的能源，金属-空气电池可以通过氧还原反应将空气中氧气的化学能转化为电能。与金属-空气电池不同，水系金属离子电池（AMBs）在空气自充电过程中，氧气的化学能转化为电能，同时储存在AMBs中，即使在没有氧气的情况下也能提供电能。近期，南开大学牛志强教授在Angew上发表了题为“Proton Chemistry Induced Long-Cycle Air Self-Charging Aqueous Batteries”的文章，该工作主要在...

在过去的几十年里，可充电锂离子电池（LIB）作为突出的电化学储能技术之一蓬勃发展，并在移动电子设备和智能电网等各个领域占据主导地位。与传统的钴基或镍基电极化学相比，有机电极材料正成为大规模电能储存的有前途的可持续替代品，受益于其丰富的地球元素组成、环境友好性和可再生性。金属有机骨架（MOFs）具有高结构可调性、有序分子排列和多孔结构的特点，在锂离子电池中显示出显著的能量存储潜力。南开大学李福军教授课题...

全固态锂金属电池凭借高能量密度的特点，近年来受到了广泛关注。然而，全固态锂金属电池在室温下临界电流密度过低限制了其商业化。到目前为止，大多数研究报告表明，锂金属电池的临界电流密度明显低于传统的锂离子电池，而且缺乏一致性。本文研究了锂金属电池的制造过程中的压力接触保持时间与临界电流密度之间的关系，阐明了可控锂变形对临界电流密度的影响，评价并比较了对称电池和全电池中全固态锂金属电池的临界电流密度。...

由于锂资源和镍、钴等原料价格的逐年上涨，锂离子电池的制造成本节节攀升。在两轮车和储能市场中，锂离子电池因其价格因素缺乏竞争力，而钠离子电池因其低廉的成本受到人们的广泛关注。钠离子电池被认为是锂离子电池的有希望的补充，可用于大规模储能应用。硬碳是钠离子电池最常用的负极材料，其储钠容量高、但成本高、原料产量低、污染大、首库低等因素限制了钠离子电池负极材料的产业化。中科院物理所的胡勇胜老师课题组通过...

最近，研究以无机离子导体作为添加剂的 HSE为锂离子传输提供高导电性途径，以提高 HSE 的整体电导率。然而，尽管无机填料具有高离子电导率（> 1 mS cm-1），它们的室温锂离子电导率仍远低于全固态电池的要求（~1mS cm-1）。此引发关于通过异质 HSE 的锂离子传输途径的问题，特别是有机和无机组分界面的作用。已经报道几种方法来探索 HSE 中界面环境和锂离子运动之间的相关性。然而，直接获取有机无机界面结构信息，将其与跨界面...