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...

  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...

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...

锂离子电池在过去几十年中取得了令人瞩目的成功，但资源稀缺、价格高、安全风险等严重问题极大地限制了其未来的应用。可充电水性锌离子电池作为一种有前途的可靠替代品，具有安全性高、自然资源丰富、理论容量高（820 mAh g−1)。然而，Zn阳极的电镀/剥离可逆性差，枝晶生长臭名昭著，导致循环稳定性不理想。此外，锌阳极还面临水性电解质中的副反应和腐蚀问题。这些问题会大大降低库仑效率（CE）和容量，并且容易形成尖锐的枝...

钠离子电池（SIB）因其经济优势和原材料的可持续自然储备而被认为是最有前途的大规模储能技术，同时需要努力开发先进的负极材料。由于具有高比容量（约300 mAh g-1）和优异的成本效益，硬碳在众多SIB负极材料中脱颖而出。硬碳是一种非石墨化碳，通常被描述为由石墨微晶、湍流层和纳米孔组成的材料。这种复杂的无序结构在充放电过程中同时带来斜坡和平台区域。人们普遍认为，阳极的低放电平台对于实现高输出电压非常重要，从而形...

水系碱性Zn-Mn、Zn-Ni体系具有高能量密度、功率密度，安全、环保且低成本，已经有较大的应用市场。但受限于负极侧的锌金属在强碱环境中的自发产气、溶解等难以完全克服的难题，尽管碱性锌电体系的产生已有一百多年的历史，但目前仍面临循环寿命短的问题。经典的反应历程是Zn金属在碱性环境中会经历固-液-固反应，其中第二步的固相副产物ZnO和Zn(OH)2会钝化Zn金属，加剧电池的失效。这篇工作在电解液中引入Br-，由于Zn2+优先与Br...

 有机-无机复合电解质可以很好地弥补有机与无机两种固态电解质的不足。特别是利LLZO陶瓷粉作为活性填料与聚合物共混，改善电解质的力学性能、提高离子电导率、抑制枝晶生长等方面的研究得到了广泛的研究，并取得了很大的进展。然而，有机-无机复合电解质的厚度仍然是一个需要解决的问题，这对电池的能量密度有至关重要的影响。因此，开发一种超薄固态电解质具有重要意义，该超薄固态电解质包含非惰性载体，可以在输送锂离子的同...

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...