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用于高能锂离子正极的阳离子无序岩盐过渡金属氧化物和氟氧化物
更广泛的背景 可充电电池仍然是便携式电子设备、混合动力电动汽车和电动汽车的限制组件，这促使人们开展研究以提高锂离子电池，特别是正极材料的能量密度、功率容量和安全性。此外，电能储存在应对全球变暖的全球战略中发挥着关键作用。对于电网储存应用，需要低成本、维护成本低且充放电循环寿命长的电池技术。在过去几年中，具有阳离子无序岩盐型结构的锂过渡金属氧化物已成为潜在的高能量密度正极。当制备过量的锂含量时，这些化合物可以成为合理的离子和电子导体，这一认识导致人们研究这种结构空间中的大量成分。目前，几种阳离子无序岩盐正极已经表现出非常高的比容量和高达 1000 W h kg 1 的能量密度，远远超过市售的层状锂过渡金属氧化物正极。阳离子无序的岩盐阴极也有望整合廉价且地球丰富的过渡金属物质，从而为大规模电力运输和电网存储应用提供更可持续的电池化学反应。
纤维素纳米原纤维的动态网络为锂离子电池提供高导电性和强聚合物凝胶电解质
利用可调动态纤维素纳米原纤维 (CNF) 网络制备高性能聚合物凝胶电解质。通过在酸性盐溶液中膨胀各向异性脱水但从未干燥的 CNF 凝胶，构建出一个高度稀疏的网络，其中 CNF 的比例低至 0.9%，充分利用了 CNF 的极高纵横比和超薄厚度（几微米长，2-4 纳米厚）。这些 CNF 网络暴露出高界面面积，可以将大量基于聚乙二醇的离子导电液体电解质容纳到强均质凝胶电解质中。除了增强的机械性能外，根据计算机模拟，CNF 的存在还由于其出色的强吸水能力而同时提高了离子电导率。这种策略使电解质的室温离子电导率达到 0.61 ± 0.12 mS cm −1，是聚合物凝胶电解质中最高的之一。该电解质作为磷酸铁锂半电池隔膜表现出优异的性能，具有高比容量（0.1C 时为 161 mAh g −1）、优异的倍率性能（5C）和循环稳定性（60°C 下 1C 下 300 次循环后容量保持率为 94%），以及稳定的室温循环性能，与商业液体电解质体系相比，安全性大大提高。
风能整合的机构逻辑
迄今为止，中国拥有世界上最大的风力发电能力，其次是美国。然而，中国利用这一安装能力的轨迹，这是一个巨大的差距。本文试图通过关注机构的作用来解释这一差距。首先，它分析了促进或阻碍两国风融合的机构。接下来，它将这些机构综合为中国和美国连贯的制度逻辑。然后，它通过来自中国和美国的经验证据来证实制度分析。最后，它比较了两国，并总结了中国可以从美国学到的东西，以减少风力减少。总的来说，本文发现，中国风度一体化的主要制度逻辑是国家中心主义，它得到了部分权力下放和自由化的补充，这种系统比容量利用率更有利于增加能力的系统。相比之下，美国的主要机构逻辑是市场竞争，但也存在竞争性逻辑，这是监管干预主义 - 该系统可以使能力增加和利用能够更好地相适应，但会导致更大的政策不确定性。由于两国具有独特的制度逻辑，从而产生了不同的降低根源原因，因此本文认为，将从美国移植到中国的解决方案将不起作用。中国可以从美国学到的东西是进行逐步改进，以解决其主导和互补的制度逻辑之间的摩擦。
手稿模板 - NSF-PAR
20 摘要 21 Al-CO 2 电池是一种非常有前途的锂离子电池替代品，它有潜力提高电池容量和性能，但尚未证明其具有高电位和高容量可充电性。在这项工作中，我们将碘化铝引入以前仅有一次的 Al-CO 2 电池配置中，作为均质氧化还原介质。这使电池能够以 0.05 V 的超低过电位充电，而不会牺牲高放电电位和比容量 27 ，分别为 1.12 V 和 3,557 mAh/g 碳。我们使用铝-27 核磁共振确定电池的放电产物为草酸铝。29 可充电的 Al-CO 2 电池可以作为锂离子电池的廉价、高容量替代能源存储设备，同时捕获和浓缩二氧化碳。 31 32 预告 33 在 Al-CO 2 电池中引入 AlI 3 可增强放电，并能够以超低过电位循环电池。 35 36 正文 37 38 简介 39 缓解温室气体引起的全球变暖的一种策略是将以前基于化石燃料的技术（如汽车）电气化。（1）这一努力取得了一定的成功，这主要归功于锂离子电池技术的发展。然而，锂离子电池的理论上限明显低于化石燃料的能量存储容量，这实际上限制了电气替代品的成功应用。（2，3）需要一种具有更高能量存储容量的新型电池配置，其中包括金属-CO 2 电池。在金属-CO 2 电池中，来自 46
由 Cu2+ 实现的超可逆 CuF2 阴极... - CDN
几十年来。 [1] 目前商业化锂离子电池的能量密度受到层状结构正极材料（如 LiCoO 2 和 LiNixMnyCo1−x−yO2）的限制，由于材料晶格中 Li+ 主位点有限，只能提供小于 220 mAh g−1 的比容量。 [2] 此外，锂离子电池市场的快速扩张导致钴和镍价格飙升（2022 年钴金属价格高达 90 美元/千克）。因此，迫切需要探索高能量密度、低成本的无钴、无镍正极材料。转化型材料通常由 Fe、Cu、O 和 S 等价格较便宜且环境友好的元素组成，其容量比插层型电极材料高得多。 [3] 在各种转化化合物中，过渡金属氟化物（MF x ）既提供> 2.0 V 的高氧化还原电位（由于金属氟化物键的高离子性），又提供大容量，因为每单位分子式允许多个电子转移，从而实现相当高的理论能量密度。[4] 转化正极面临的一个主要挑战是循环稳定性。优化的 Fe 基氟化物如 FeF 2 、FeF 3 、FeOF 和 Fe 0.9 Co 0.1 OF 可以稳定地充电/放电几百次循环。[5] 然而，Fe 基正极的能量密度仍然不够高。氟化铜（CuF 2 ）比 Fe 基氟化物提供了更高的比能量密度（1874 Wh kg −1 ），因为它对 Li/Li + 的理论电位高达 3.55 V，理论容量为 528 mAh g −1 。[6]
用于先进锂电池的碳氮化物基材料——...
持续增长的可持续能源需求和严重的环境危机推动了世界各地各种先进能源技术的发展，目的是高效利用和储存可再生能源[1,2]。高能量密度和经济的充电电池是这些先进能源技术的关键组成部分[3–5]。锂离子电池基于锂离子 (Li-ion) 插层化学原理，在商用便携式电子设备和电动汽车领域取得了巨大成功[6]。然而，电极材料容量有限、成本高，阻碍了传统锂离子电池在大型新兴领域的渗透。因此，开发具有更高能量密度和更低成本的电化学储能装置变得越来越重要[7–9]。锂硫 (Li-S) 电池因其高能量密度和低成本而被认为是继锂离子电池之后最有前途的储能系统之一[10]。通常，Li-S 电池由元素硫（S 8 ）正极和锂负极组成，如图 1 a 所示。基于 S 8 和锂金属之间的多电子转换机制（S 8 + 16Li ↔ 8Li 2 S）[11,12]，Li-S 电池的理论比容量高达 1675 mAh g-1，比能量高达 2,600 Wh kg-1，是锂离子电池的 2-5 倍[13]。Li-S 电池广为接受的反应机理如图 1 c 所示。在放电过程中，固体 S8 首先在约 2.35 V 的第一个放电平台期还原为可溶性多硫化锂（LiPS，通常表示为 Li2Sn，2<n≤8），然后在约 2.1 V 的第二个放电平台期继续还原为固体硫化锂（Li2S）。由于
含钛金属有机骨架改性...
摘要：多硫化物中间体 (Li2Sn，2<n≤8) 的穿梭和锂金属表面的枝晶生长阻碍了锂硫 (Li-S) 电池的实际应用。隔膜功能化提供了一种解决这些问题的直接方法。在此，我们展示了一种用于先进 Li-S 电池的多功能 MIL-125(Ti) 改性聚丙烯/聚乙烯隔膜。MIL-125(Ti) 是一种含钛的金属有机骨架 (MOF)，具有开放骨架结构、高固有微孔率和路易斯酸特性。与原始隔膜相比，具有 MIL-125(Ti) 涂层的隔膜表现出更好的电解质润湿性和更低的电阻。独特的涂层层充当有效的物理和化学屏障区域，可捕获多硫化物物质，而不会影响 Li+的平稳传输。同时，MOF 中直径约为 1.5 纳米的高度有序微孔引导均匀的 Li + 镀层，从而抑制锂枝晶。因此，MOF 改性隔膜可显著提高 Li-S 电池的循环稳定性和倍率性能。在 0.2 C（1 C = 1675 mA g-1）下 200 次循环后的容量保持率超过 60%，在 2 C 下比容量为 612 mAh g-1。这种简便的方法为高性能 Li-S 电池提供了一条有效的途径。关键词：锂硫电池、金属有机框架、隔膜、穿梭效应、锂枝晶■ 介绍
埃洛石模板化管状 MoS 2 作为可充电水系锌离子电池正极材料的合成及性能 杨阳 1,a , 秀云
1 北京大学地球与空间科学学院造山带与地壳演化教育部重点实验室，北京 100871，中国 2 北京金羽能源科技有限公司，北京 100095，中国 * 电子邮件：xychuan@pku.edu.cn a 作者对这项工作的贡献相同 收到日期：2020 年 3 月 3 日/接受日期：2020 年 4 月 26 日/发布日期：2020 年 6 月 10 日 水系锌离子电池（ZIB）因其优异的安全性、成本效益和环境友好性而被公认为大规模储能最有希望的候选材料之一。然而，由于合适正极材料的可用性有限，ZIB 的应用受到阻碍。在本工作中，通过模板辅助热分解制备了多孔管状 MoS 2，其中以(NH 4 ) 2 MoS 4 为前驱体，以天然埃洛石为模板。作为一种有前途的锌离子电池正极材料，所制备的 MoS 2 在 0.2 A g -1 时表现出良好的比容量 146.2 mAh g -1 ，并且具有优异的循环性能，800 次循环后容量保持率为 74.0%。此外，所提出的 MoS 2 即使在 1 A g -1 时也表现出良好的倍率性能。这项工作为锌离子电池提供了一种有前途的正极材料，并为其未来在可再生能源存储中的应用开辟了新的可能性。关键词：MoS 2；热分解；埃洛石模板；正极；水系锌离子电池。1. 引言
有机氧化还原材料作为可持续发展的新途径......
计划为未来的航空和太空旅行提供燃料。3 因此，积极的电极材料研究活动和 LIB 产量的激增导致价格在过去十年中下降了 85%。随着对能源及其存储的需求呈指数级增长，全球储能市场预计在未来十年将增长 4260 亿美元，而全球 LIB 市场已经达到 500 亿美元大关。4 从 LIB 时代开始，它主要依赖于昂贵金属的不间断供应，例如钴、镍、锰、铝、铁、铜和锂。另一方面，基于这些金属的阴极材料现在引起了与原材料可用性、采矿和合成成本、供应链瓶颈、地缘政治局势以及毒性和回收等生命末期问题有关的严重担忧。 5 因此，眼前的挑战不仅在于解决这些问题，而且还要提高现有 LIB 的存储容量、电池电压和耐用性，以满足未来的需求。这带来了更绿色、更可持续的电池的概念，其中包含对环境无害、经济、丰富和更安全的有机电活性材料。本综述重点介绍过去五年来以小分子、金属配合物和有机/金属有机框架 (MOF) 等各种形式应用于 LIB 的有机正极材料的最新研究成果。有机材料由地球上丰富的元素组成，例如 H、C、N、O、S 和 P。除了较低的环境足迹、能源经济合成、成本和回收利用外，有机氧化还原材料最吸引人的特点之一是高结构和性能可调性（图 1）。 6 近年来，开发有机材料的努力主要集中在对含有最常见氧化还原单元（即羰基）的有机分子进行结构改性。 7 这是因为锂离子电池的充电/放电电位、比容量、循环稳定性和循环速率取决于材料的分子结构。对于
电化学储能先进材料
本期特刊旨在汇集高质量的论文，重点介绍各种可充电电池材料的最新发展，并重点介绍当今最重要和最有效的储能设备之一的科学和技术，即锂离子、锂硫、锂空气和钠离子电池。高性能电池技术被认为是通过大规模应用于电动汽车实现深度脱碳的关键因素。此外，通过大量关注推广可持续和可再生能源，可持续经济发展是可能的。这些间歇性能源系统的开发需要适当的储能方法，其中电池作为多功能储能设备发挥着重要作用。这些贡献提供了对一系列材料（电池的基本元素）的深入了解，其方法可以从纳米到宏观。在这些电池中，不仅阴极和阳极材料，而且其他组件（如电解质、添加剂和隔膜）在确定其能量密度、寿命、功率能力、安全性和成本方面也起着至关重要的作用。通过引入源于特殊形貌和结构、适宜的颗粒尺寸、表面工程、掺杂和复合形成等各种功能来设计和合成材料以获得稳定的电化学性能，人们对此给予了特别的关注。因此，对电池材料的广泛研究在生产未来可持续发展的先进可充电电池中发挥着越来越重要的作用。元素掺杂取代锂或氧位已成为提高层状正极材料电化学性能的一种简单有效的技术。与单一元素掺杂相比，Wang 等 [1] 在研究 Na + /F − 阳离子/阳极共掺杂对 LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 的结构和电化学性能的影响方面做出了前所未有的贡献。三维和二维势图的第一性原理计算表明，Na 掺杂可以降低势阱并增加 Li + 离子的去除速率 [2]。采用溶胶-凝胶法，以乙二胺四乙酸 (EDTA) 为螯合剂，合成了共掺杂的 Li 1-z Na z Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2-z F z (z = 0.025) 和纯 LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 材料。结构分析表明，Na + 和 F − 掺杂剂分别成功掺入 Li 和 O 位。共掺杂使 Li 板间距更大、阳离子混合程度更低、表面结构更稳定，从而大大提高了正极材料的循环稳定性和倍率性能。Na/F 共掺杂电极在 1C 倍率下提供 142 mAh g −1 的初始比容量（0.1C 时为 178 mAh g −1），并且在 1C 倍率下经过 1000 次充电-放电循环后仍能保持其初始容量的 50%。Bubulinca 等人 [3] 对采用优化的无粘合剂技术制备的二元和三元自立复合正极材料进行了比较研究。使用聚（乙二醇）对异辛基苯基醚（Triton X-100）作为表面活性剂，制备了二元“岛桥”LiMn2O4/碳纳米管（LMO/CNT）复合材料和三元“构造板-岛桥”LiMn2O4/CNTs/石墨烯仿生结构。在