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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]
多晶阴极非均匀热电子发射的物理模型
开发了一种新的基于物理的模型，该模型可以准确预测从温度限制 (TL) 到全空间电荷限制 (FSCL) 区域的热电子发射发射电流。对热电子发射的实验观测表明，发射电流密度与温度 (J − T) (Miram) 曲线和发射电流密度与电压 (J − V) 曲线的 TL 和 FSCL 区域之间存在平滑过渡。了解 TL-FSCL 转变的温度和形状对于评估阴极的热电子发射性能（包括预测寿命）非常重要。然而，还没有基于第一原理物理的模型可以预测真实热电子阴极的平滑 TL-FSCL 转变区域，而无需应用物理上难以证明的先验假设或经验现象方程。先前对非均匀热电子发射的详细描述发现，3-D空间电荷、贴片场（基于局部功函数值的阴极表面静电势不均匀性）和肖特基势垒降低的影响会导致从具有棋盘格空间分布功函数值的模型热电子阴极表面到平滑的TL-FSCL过渡区域。在这项工作中，我们首次为商用分配器阴极构建了基于物理的非均匀发射模型。该发射模型是通过结合通过电子背散射衍射（EBSD）获得的阴极表面晶粒取向和来自密度泛函理论（DFT）计算的面取向特定的功函数值获得的。该模型可以构建阴极表面的二维发射电流密度图和相应的 J-T 和 J-V 曲线。预测的发射曲线与实验结果非常吻合，不仅在 TL 和 FSCL 区域，而且在 TL-FSCL 过渡区域也是如此。该模型提供了一种从商用阴极微结构预测热电子发射的方法，并提高了对热电子发射与阴极微结构之间关系的理解，这对真空电子设备的设计大有裨益。
过量阳离子无序岩盐阴极 - Ceder Group
摘要 锂过量阳离子无序岩盐 (DRX) 氧化物已显示出作为高能量密度锂离子正极的潜力。它们通常利用 O 的氧化还原来实现高容量，这会导致表面氧气损失，从而影响正极性能。在这里，我们通过比较两个原型 DRX 正极 Li 1.2 Ni 0.333 Ti 0.333 Mo 0.133 O 2 (LNTMO) 和 Li 1.2 Mn 0.6 Nb 0.2 O 2 (LMNO) 来阐明表面结构演变对其电化学性能的影响。两种正极均能实现高容量，但氧气损失会导致 LNTMO 出现显著极化，而 LMNO 受到的影响要小得多。我们表明，虽然两种材料的颗粒表面都会发生金属致密化，但产生的表面结构却截然不同。 LMNO 表面形成尖晶石相，可有效缓解氧损失并实现快速锂传输，而 LNTMO 表面形成致密的 DRX，阻碍锂传输，无法缓解氧损失。这些发现证明了 DRX 正极表面结构的重要性。
利用表面结构实现锂离子电池的高性能阴极材料
对高性能电池日益增长的需求推动了人们对插层正极材料的晶体/表面结构和电化学性质的根本性理解，其中橄榄石型、尖晶石和层状锂过渡金属氧化物材料在过去十年中由于成功的商业化而受到了特别的关注。虽然目前大多数研究集中于这些材料的宏观和体相晶体结构，但我们以前的研究表明，作为发生电荷转移的受限区域，正极材料的界面结构在很大程度上决定了它们的电化学性能，因为结构对称性从三维（体相）破坏到二维（表面），从而导致在不同的化学/电化学条件下的重构。通过总结该主题的研究并提出我们的观点，本教程评论将首次揭示原子/分子尺度上表面结构和界面重构之间的相关性及其对相应电化学性能的直接影响。更重要的是，通过扩展从这三个经过充分研究的系统中获得的知识，我们相信建立的相同原理可以普遍适用于已成为新电池化学前沿的其他阴极材料。
阴极Zn底电位沉积-UCL Discovery
金属阳极的内在特性，包括地理结构，表面粗糙度，晶体取向，晶粒尺寸，缺陷等，与制造过程密切相关。这些特性在确定金属阳极的电化学性能方面起着决定性的作用。此外，储存和加工氛围（例如，杂物箱中挥发性溶剂气体和氧气/水分水平的组成）会影响金属阳极的表面物种。4因此，至关重要的是阐明主要因素并优化从原金材料到MBS金属阳极的生产过程的可重复性，一般性和可扩展性。在这个角度，我们将金属阳极的生产分为三个步骤：预处理，加工和治疗后。我们从讨论基本但经常被忽略的预处理步骤开始，然后比较各种处理方法，并突出显示在处理步骤中可能形成的金属阳极的缺陷。最后，我们讨论了治疗后策略，以有效地优化金属阳极的电化学镀膜行为。为了结论我们的讨论，我们为金属阳极制造提供了一个顺序且可扩展的解决方案，希望在MBS的激动人心的领域激发进一步的研究创新。
发现锂离子电池的铅喹酮阴极材料
fe（ii）自旋跨界（SCO）复合物是分子，其中Fe原子周围的八面体配体场的强度在该领域中，即使温度1-5或磁场的变化，也可以在这些分子中触发旋转状态过渡。9–15在低温下，当T 2G和E G轨道之间的八面体配体场分裂（D OCT）很高时，SCO综合体占据了Diamagnetic（S = 0）低旋转状态（LS）。但是，在温度高于临界过渡温度t c的温度下，当t 2g和e g轨道之间的D OCT降低时，这些分子占据了顺磁性（s = 2）高旋转状态（HS）。14,16–20由于在Fe（II）的SCO复合物以及这些旋转状态的双态性中可以实现此类自旋状态过渡的方便，因此9,21,22这些分子可以使室温旋转的旋转特性构成很好的候选（因为触发了旋转状态过渡的室温，因此很大程度上是可触发旋转状态的过渡，而不是很大程度上是可实现的），并且不可能实现23-25，并且VER且VERIOL无效），并且V-25和23-25。26–28室温磁的存在
通过粒子设计和优化改善Linio2阴极性能
作者的完整列表：金，明林；劳伦斯·伯克利国家实验室，埃斯德Zou，lianfeng；太平洋西北国家实验室儿子Seoung-bum； IRA Argonne National Laboratory Bloom； Argonne National Laboratory Wang，Chongmin；太平洋西北国家实验室，环境分子科学实验室陈，吉亚（Guoying）；劳伦斯·伯克利国家实验室，ESDR
增强阴极-石榴石界面用于高容量全固态...
摘要 石榴石型固态电解质 (SSE) 因其高离子电导率、宽电化学窗口和显著的 (电) 化学稳定性而成为全固态锂 (Li) 电池的首选。然而，正极/石榴石界面差和正极负载普遍较低等棘手问题阻碍了它们的实际应用。在此，我们展示了通过放电等离子烧结构建增强正极/石榴石界面的方法，通过将 Li 6.5 La 3 Zr 1.5 Ta 0.5 O 12 (LLZTO) 电解质粉末和 LiCoO 2 /LLZTO 复合正极粉末直接共烧结成致密的双层，并以 5 wt% 的 Li 3 BO 3 作为烧结添加剂。具有 LiCoO 2 /LLZTO 交联结构的块状复合正极牢固地焊接到 LLZTO 层上，从而优化了锂离子和电子的传输。因此，一步集成烧结工艺实现了 3.9 Ω cm 2 (100 ◦ C) 的超低正极/石榴石界面电阻和高达 2.02 mAh cm −2 的高正极负载。此外，Li 3 BO 3 增强的 LiCoO 2 /LLZTO 界面还能有效减轻 LiCoO 2 的应变/应力，从而有助于实现卓越的循环稳定性。面积容量为 0.73 mAh cm −2 的块体型 Li|LLZTO|LiCoO 2 -LLZTO 全电池在 100 µ A cm −2 下经过 50 次循环后的容量保持率为 81.7%。此外，我们发现不均匀的锂沉积/剥离会导致间隙的形成，最终导致长期循环过程中锂和 LLZTO 电解质的分离，这成为大容量全电池中的主要容量衰减机制。这项工作深入了解了 Li/SSE 界面的退化，并提出了从根本上改善石榴石基全固态锂电池电化学性能的策略。
复合电池阴极中粒子网络的动力学
摘要：改善复合电池电极需要精细控制活性材料和电极配方。电化学活性材料通常以微米大小的颗粒的形式出现，通过与周围的导电网络相互作用，可以实现其作为能量交换储层的作用。这里制定了网络演化模型，以解释这些颗粒的电化学活性与机械损伤之间的调节和平衡。通过统计分析LINI 0.8 MN 0.1 CO 0.1 CO 0.1 O 2的阴极中的数千个颗粒，我们发现局部网络异质性导致早期周期中的异步活动，然后粒子组件朝同步行为移动。我们的研究指出了单个颗粒的化学机械行为，并可以更好地设计导电网络，以优化操作过程中所有颗粒的实用性。