Linda F. Nazar，加拿大滑鐵盧大學化學系教授，加拿大固態(tài)能源材料一級研究主席。1978年本科畢業(yè)于加拿大不列顛哥倫比亞大學，1984年獲得加拿大多倫多大學化學博士學位。曾獲得/入選：MRS 獎章（2020）、英國皇家學會會士（2020）、CIC獎章（2019）、加拿大委任官員（2015）、加拿大皇家學會會士（2011）、美國化學會化學或化學工程杰出女性獎（2011）、加州理工杰出摩爾學者（2010）、國際電化學會電池研究獎（2009）、“全球高被引科學家”（2014、2016、2018、2020）等。
隨著對電化學能量存儲的需求不斷增長，替代傳統(tǒng)鋰離子電池的電化學技術變得越來越具有吸引力。本文報道了一種插層式VS2與轉化型硫化學相結合的插層-轉化型混合正極，用以構建高性能固態(tài)鋰硫電池。層狀VS2納米材料具有離子傳輸通道、金屬導電性和活性容量貢獻等特點，為固態(tài)S/Li2S氧化還原對釋放其高容量提供了理想的平臺。通過簡便、低成本和低能耗的機械混合工藝制備得到S/VS2/Li3PS4混合正極復合材料。S/VS2/Li3PS4|Li3PS4|Li全固態(tài)電池的硫利用率約為85％，庫侖效率接近100％。在活性物質負載量（S/VS2）高達15.5 mg cm-2下，可實現高達7.8 mAh cm-2的面積容量。A High Capacity All Solid-State Li-Sulfur Battery Enabled by Conversion-Intercalation Hybrid Cathode Architecture. Adv. Funct. Mater. 2020. DOI: 10.1002/adfm.2020042392one
Angew. Chem. Int. Ed.：硫代硼酸鋰鹵化物中的快速鋰離子傳輸
硫代硼酸鋰是一種很有前景的快速鋰離子導電材料，其性能與推動了固態(tài)鋰離子電池發(fā)展的硫代磷酸鋰相似。相比之下，硫代硼酸鹽幾乎沒有被開發(fā)出來，但是，它為材料發(fā)現提供了新的空間。本文報道了一類新型硫代硼酸鋰鹵化物，它具有超四面體金剛烷結構，以容納在相互連接的三維結構通道中移動的鋰離子和鹵化物陰離子。利用單晶XRD、中子粉末衍射和中子PDF對其結構進行了研究，發(fā)現了明顯的鋰和鹵化物陰離子的無序分布。通過有效調節(jié)通道內鹵化物陰離子的極化率，這些新型材料具有高達1.4 mS cm-1的離子導電率。Fast Li-Ion Conductivity in Superadamantanoid Lithium Thioborate Halides. Angew. Chem. Int. Ed. 2020. DOI: 10.1002/anie.2020133393one
ACS Energy Letters：用于可充鈣離子電池的高壓磷酸鹽正極
由于理論上具有較高的工作潛力和較低的成本，鈣離子電池（CIBs）作為下一代儲能設備正受到人們的關注。然而，由于缺乏有效的正極材料，CIBs的發(fā)展受到了限制。本文報道了NASICON型NaV2(PO4)3和橄欖石型FePO4兩種聚陰離子磷酸鹽，并首次在非水電解質中作為CIB正極在室溫下進行了研究。研究發(fā)現NaV2(PO4)3電極在3.2 V（vs Ca2+/Ca）附近可逆地插入0.6 mol的Ca2+可提供81 mAhg-1的比容量并具有穩(wěn)定的循環(huán)性能。橄欖石骨架材料FePO4在2.9 V（vs Ca2+/Ca）附近可逆地插入的0.2 mol Ca2+可提供72 mAhg-1的比容量。此外，結構、電子和成分的變化證實Ca2+可以可逆地插入這兩種材料。High-Voltage Phosphate Cathodes for Rechargeable Ca-Ion Batteries. ACS Energy Lett. 2020. DOI: 10.1021/acsenergylett.0c016634one
Energy Environ. Sci.：一種用于高壓全固態(tài)鋰電池的新型鹵尖晶石超離子導體
鋰離子電池從使用易燃液態(tài)電解質和低密度碳負極的傳統(tǒng)電池配置發(fā)展到使用固態(tài)電解質的全固態(tài)鋰電池，可以從根本上消除安全隱患，并提供更高的能量密度。為實現其潛力，需要具有寬電化學穩(wěn)定性窗口和超離子的（> 1 mS cm-1）固態(tài)電解質。本文報道了一種新型鋰超離子氯化物Li2Sc2/3Cl4固態(tài)電解質，它具有無序的尖晶石結構，顯示出1.5 mS cm-1的高離子電導率和0.34 eV 的低Li+擴散活化能壘。該材料是首個尖晶石型超離子鹵化物。粉末中子衍射的結構解釋表明，在晶格中可用的四面體和八面體位置上，Li+分布明顯無序，此外形成了一個由共面八面體和四面體組成的無限三維連接的Li+擴散路徑。由于Li2Sc2/3Cl4的高氧化穩(wěn)定性，所有使用Li2Sc2/3Cl4和無涂層高壓正極（LiCoO2、LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2或LiNi0.85Mn0.1Co0.05O2）的固態(tài)鋰電池在容量保持和循環(huán)壽命方面，在高達4.6 V的電壓下表現出優(yōu)異的電化學性能。A new halospinel superionic conductor for high-voltage all solid state lithium batteries. Energy Environ. Sci. 2020. DOI: 10.1039/d0ee01017k5one
Joule：鋅離子電池應用面臨的科學挑戰(zhàn)
最近，鋅離子電池（ZIBs）的安全性、經濟性和令人印象深刻的電化學性能引發(fā)了一場勢不可擋的關注。正如新領域的典型情況一樣，最初的熱情和很高的期望現在已被更嚴格的研究階段所取代，該階段深入研究了控制電化學性能的基本因素。與側重電池不同的是，本文重點綜述了ZIBs化學的基本方面，而這些方面鮮為人知，并且在過去幾年中取得了進展。作者為以下方面的未來研究提供指導：（1）水介質中質子/Zn2+共嵌入的重大挑戰(zhàn)；（2）伴隨ZIBs電化學的轉化化學的局限性；（3）Zn2+在非水電解質和有機正極材料中嵌入脫出的積極方面；（4）電極-電解液界面上的去溶劑化問題；（5）控制鋅枝晶生長的解決方案；（6）建議用于該領域的電化學方案。Scientific Challenges for the Implementation of Zn-Ion Batteries. Joule 2020. DOI: 10.1016/j.joule.2020.03.0026one
Small Methods：直接納米合成法顯著提高鎂電池的正極性能
可充鎂電池是下一代電化學儲能系統(tǒng)中富有前景的候選電池，但其發(fā)展受到固態(tài)擴散緩慢和二價陽離子去溶劑化的嚴重阻礙。研究表明，納米級電極材料可通過縮短擴散長度和增加電極/電解質的相互作用來緩解這些問題。在此，本文研究了四種鎂電池硫化物正極材料的粒度和合成方法對其電化學性能的影響：層狀TiS2、CuS、尖晶石Ti2S4和CuCo2S4。在這些硫化物基體中，直接制備納米微晶對于激活或改善電化學性能是至關重要的。當研究微米級顆粒（如CuCo2S4）時，即使是有前景的正極材料也可能表現出電化學惰性，而機械研磨會導致活性材料的表面降解，從而嚴重限制性能。實驗顯示，直接制備的納米CuCo2S4的容量幾乎是球磨材料的兩倍，在60°C下可提供350 mAh g?1的高比容量。這項工作提供了合成考慮因素，可能對發(fā)現和設計新型Mg正極材料至關重要。通過擴展，當選擇Mg2+擴散更加緩的氧化物材料時，這一因素將更加重要。Direct Nano-Synthesis Methods Notably Benefit Mg-Battery Cathode Performance. Small Methods 2020. DOI: 10.1002/smtd.2020000297one
Adv. Energy Mater.：具有超強導電性的硫硼硅氧鋰固態(tài)電解質玻璃
作為潛在的下一代儲能設備，固態(tài)鋰電池需要高性能的固態(tài)電解質。最近的研究主要集中在晶體材料上，而非晶態(tài)材料通過消除限制離子傳輸和觸發(fā)鋰負極枝晶生長的問題晶界提供了優(yōu)勢。然而，同時實現玻璃的高導電性和穩(wěn)定性是一個挑戰(zhàn)。本文報道了一種新型四元硫硼硅氧鋰玻璃(Li2S–B2S3–SiO2–LiI, “LIBOSS”)，其離子電導率高達2 mS cm?1，與Li7P3S11相比，暴露于空氣時H2S的釋放量大大降低。這些單片玻璃由玻璃熔體制備而成，無需球磨。碘化物的加入提供了與鋰金屬良好的界面，如對稱電池中穩(wěn)定的剝離/電鍍所示，極化比Li3PS4低約10倍。SiO2的加入重新構建了硫硼酸鹽網絡，使LiI在玻璃基體中的溶解更大，從而增加了鋰離子的濃度和遷移率。這些特性直接轉化為全固態(tài)電池在室溫下的優(yōu)異電池性能，在室溫下可穩(wěn)定循環(huán)超過130次，容量保持率為超過99.9%，庫侖效率接近100%。A Lithium Oxythioborosilicate Solid Electrolyte Glass with Superionic Conductivity. Adv. Energy Mater. 2020. DOI: 10.1002/aenm.2019027838one
ACS Energy Lett.：用于全固態(tài)鋰離子電池的高壓超離子鹵化物固態(tài)電解質
固態(tài)鋰離子電池（ASSBs）被認為是潛在的下一代儲能設備，需要固態(tài)電解質（SEs）。硫代磷酸鹽基材料很受歡迎，但這些硫化物的負極穩(wěn)定性較差，并且需要在鋰金屬氧化物正極上涂覆特殊涂層。此外，以高能量密度為目標的電極設計受到其狹窄電化學穩(wěn)定窗口的限制。本文報道了一類新型混合金屬鹵化物Li3–xM1–xZrxCl6SEs，在25 °C下其具有1.4 mS cm–1的高離子導電性，這是Zr取代產生新的離子導電相的結果。最重要的是，這些氯化物SEs優(yōu)良的電化學氧化穩(wěn)定性直接在全電池中得到證明，這使得使用無涂層4V正極材料時不會出現任何明顯的氧化界面分解。這項研究為ASSBs的實用設計提供了一個重要的突破。High-Voltage Superionic Halide Solid Electrolytes for All-Solid-State Li-Ion Batteries. ACS Energy Lett. 2020. DOI: 10.1021/acsenergylett.9b02599
