近年来，电能存储设备的快速发展促使了人们对锂离子电池（LIBs）能量密度的需求不断增加。如何在确保电池安全的同时实现更高的能量密度，已成为开发下一代锂离子电池的关键挑战。与使用易燃有机液态电解质的传统LIBs不同，全固态锂离子电池（ASSBs）使用的具有高热稳定性的聚合物或无机陶瓷作为电解质，能够有限规避有机液态电解质引发的安全问题。其中，聚合物电解质因其优异的加工性、柔韧性和低成本而最适合工业规模生产。据...

锌金属电池目前常用的正极可以分为转换型正极和插层型正极，但是现在的大多数研究都集中于电解液中阳离子对锌金属电池正极的影响，很少研究电解液阴离子对锌金属电池正极的影响。因此，香港城市大学支春义教授系统地研究了阴离子如何调控锌金属电池正极的库伦效率（CE）。作者以插层型V2O5和转换型I2阴极作为典型案例进行深入研究。研究发现，阴离子的电子特性，包括电荷密度及其分布，可以调整转换或插层反应，导致显著的CE差...

硬碳（HC）是一种很有吸引力的低成本、高能量密度的钠离子电池（SIBs）的阳极材料。然而，它的低初始库仑效率（ICE）限制了其实际的电池应用。为了克服这一问题，文章报道了一种简单的策略，通过HC电极的化学预钠化来补偿HC阳极的不可逆容量损失。       得益于离子试剂Na-Bp具有较强的吸附能力，HC阳极可以在很短的时间内快速预浸，并发现预浸HC（NaxHC）具有理想的初始库伦效率为100%。当与Na3V2（PO4）3阴极结合构建SIB全电...

粘合剂在锂离子电池的发展中起着至关重要的作用，因为它必须用于将电极材料紧密粘附在集流器上，以保证稳定性。然后，设计了许多粘结剂分子来增强粘附能力和导电性，和/或形成坚固的固体电解质界面层，以获得更好的性能。然而，粘结剂对电极表面锂离子(即Li+)脱溶剂的影响尚未见报道。本文报道粘结剂可以显著影响Li+(脱-)溶剂化过程，其官能团可以作为探测Li+(脱-)溶剂化动态过程的探针。研究发现，不同的粘结剂官能团(例如，*...

硬碳中的缺陷，类石墨微畴以及闭孔结构作为硬碳的关键结构，对构建高性能的硬碳材料的性能尤为重要，为了进一步提升硬碳的实用性，理解闭孔结构的形成过程是十分重要的。为解决以上问题，香港科技大学的化学与生物工程学系邵敏华教授通过研究不同结晶度的纤维素碳化后的硬碳材料及电化学性能，构建了木材碳化过程中闭孔结构的形成过程。发现随着高结晶度的纤维素碳化后能够得到更多的闭孔。 进一步研究对纤维素内部成分的作用进...

 尽管人们一直在努力探索溴基电池，但高溶解度的 Br2/Br3 物种造成了严重的 "穿梭效应"，导致严重的自放电和库仑效率低下。通常，季铵盐如乙基溴化吗啉铵（MEMBr）和四丙基溴化铵（TPABr）被用来固定 Br2 和 Br3，但它们占据了电池的质量和体积，却没有容量贡献。       为解决上述问题，香港城市大学材料科学与工程系支春义教授课题组提出了替代性固体卤素化合物 IBr 作为正极来解决上述难题，在整个充放电过程中，氧化的 Br0 ...

  尽管普鲁士蓝PBAs已经广泛应用于锌离子电池ZIBs，但由于仅存在一种氧化还原反应，容量一般都限制在了60 mAh g-1左右，并且其工作电压一般较低（~1.2V），循环性能也不佳。香港城市大学支春义老师团队最近在Adv. Energy Mater.期刊上发表了题为“Achieving High-Voltage and High-Capacity Aqueous Rechargeable Zinc Ion Battery by Incorporating Two-Species Redox Reaction”的研究型论文，本文提出了将Co(II)/Co(III)和Fe...

由于金属锌和碘在水系电解质中即可发生快速的氧化还原反应，所以锌-碘电池（ZIBs）展示出高性能和高安全性。然而，受限于碘导电性较差以及多碘化物在水系电解质中存在自放电效应，阻碍了锌-碘电池的高容量和循环稳定性。为解决以上问题，研究者将多孔碳基材料（如碳纤维、活性炭、碳纳米管等）作为有效导电宿主材料，通过物理吸附作用限域碘，同时可以提高碘的导电性。但是，由于非极性碳骨架物理吸附作用差，难以限制多碘化物...

 由于成本和资源可用性的独特优点，钠离子电池（SIBs）作为大规模电能存储应用中锂离子电池（LIBs）的一种相当大的替代品，一直备受关注。然而，在当前阶段，SIBs和商业化的LIBs在能量密度和循环寿命方面仍有很大差距。与锂离子全电池相比，钠离子全电池（SIFCs）的库仑效率较低，固体电解质界面（SEI）溶解更严重。这些问题导致Na的严重不可逆损失，这是造成SIFC的能量密度和循环稳定性不足的原因。因此，减少SIFC中钠离子的不...

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...