美得很依旧！那些登上了Advanced系列杂志封面的优秀论文（6月第1期）

解说头版文章

品味智慧之光

纵使揽胜四方

我自封面大赏

——编者

6月第1期《封面大赏》专栏收录2021年6月第1周Advanced材料科学类顶刊上发表的关于能源转化与存储的封面文章。

离子电池正极材料

美得很依旧！那些登上了Advanced系列杂志封面的优秀论文（6月第1期）

济南大学原长洲教授课题组报道了一种碳包覆、Mo掺杂的Na₃V₂(PO₄)₃纳米线电池正极材料。该材料通过静电纺丝与高温炭化两步制备，具有由Na₃V₂(PO₄)₃纳米颗粒构成的一维纳米线结构。得益于Mo掺杂、一维结构及碳包覆特点，该电极材料具有电子传导快、离子扩散容易、结构稳定三大优点，因而无论是在低温-25 °C下还是较高温55 °C下均展示出优异的电化学性能。利用该Na₃V₂(PO₄)₃与合适的电极制成的软包钠离子电池或软包锂/钠离子混合电池在25 °C下的能量密度分别达到262.4 Wh/kg与186.1 Wh/kg。另外，作者们还探究了电极材料的储能机理，发现在含Li⁺电解液中工作时，Li⁺可部分取代电极中的Na⁺并参与嵌入-脱出过程。

封面上方冰天雪地，下方烈焰熊熊，象征了低温与高温的运行环境。而圈在泡泡里的Na₃V₂(PO₄)₃材料行游两方、毫发无损，突出了材料耐温性能绝佳的特点。

电池机理研究

美得很依旧！那些登上了Advanced系列杂志封面的优秀论文（6月第1期）

美国橡树岭国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）研究团队利用现场原位（operando）小角中子衍射、电化学阻抗、X射线光电子能谱（XPS）三种主要技术探究了LiFSI（溶质）-EMImFSI（溶剂）离子液体在碳电极上固态电解质界面（SEI）的形成过程。测试电压范围为1.7 V – 1.9 V，碳材料为规整介孔碳。规整介孔碳虽没有应用于商业化电池中，但其高比表面积有利于生成大量SEI，便于检测。开路电压下，EMIm⁺与负极金属锂反应生成卡宾（碳烯化合物），并与碳正极表面附近的FSI^–反应生成富含LiF的SEI。当碳电极电压接近2 V时，FSI^–还能自发发生还原反应生成含LiF的SEI。这两个过程形成的SEI附着于碳表面，保护碳正极免受EMIm⁺嵌入、脱嵌的影响。此外，中子衍射实验发现Li₂O、Li₃N、Li₂S₂O₄、Li₂SO₃、Li₂S、EMIm⁺含碳还原产物等也可能存在于碳表面的保护层中。

电解液的海洋里漂浮着一片规整介孔碳网络，周围散布着EMIm⁺和FSI^–的分子模型。一道闪电划过碳表面，伴随着电子注入，碳表面附着上了一团团晶莹的LiF晶体。这些LiF从何而来呢？原来是被电流还原的FSI^–阴离子。该封面可谓是对整篇工作成果的艺术注解。

美得很依旧！那些登上了Advanced系列杂志封面的优秀论文（6月第1期）

相关推荐