全球能源需求的增长加剧了对高性能、低成本和可持续能源存储技术的追求。可充电锂离子电池无疑是目前的市场领导者，但仍有一系列技术难题需要克服。边肖每周都会定期汇总更新当周发表的锂电池最新研究论文，供业界参考。感兴趣的内容可以点击自己给的DOI网站查看具体细节。
[1]“甲胺硼氢化锂作为全固态电池的电解质”
安吉。化学。里面的由…编辑2022.06.04
https://doi.org/10.1002/anie.202203484
室温下锂离子的快速导电性是全固态锂电池应用的主要挑战。中性配体金属硼氢化物是一种新型固体离子导体。最近，研究人员报告发现了一种新型的一甲胺硼氢化锂，在室温下具有非常快的Li+电导率。Libch3NH2以单斜空群间P21/c结晶，形成独特的二维层状结构。这些层由疏水的–- CH3部分分开，并包含大的空间隙，这允许中间层中的锂离子快速传导。室温下σ = 1.2410-3 S/cm。电子电导率可以忽略不计，电化学稳定性相对于Li约为2.1 V。
[2]“锂金属电池中的局部饱和电解质阻止无钴LiNiO2降解”
列特能源公司。2022.06.01
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01081
具有高能量密度和低成本的镍层状氧化物正极材料已成为开发锂金属电池最有前途的候选材料。最近，研究人员提出了一种局部饱和的电解质，基于容易获得且低成本的LiPF6盐，其在碳酸盐溶剂中具有有限的溶解度，并用于开发LiNiO2阴极。与200次循环后仅保留55%初始容量的传统电解质相比，LSE在4.4 V的600次深度循环后保留了81%的初始容量。LSE防止LiNiO2在循环过程中降解为岩盐和尖晶石相，并有助于在锂金属阴极上形成牢固的锂形式，该锂金属阴极被富含无机物的固体电解质界面覆盖。LSE循环稳定性的显著提高证明了开发与高镍正极和锂金属负极相容的稳定电解质的重要性。
[3]“防止富镍核壳正极材料合成过程中的相互扩散”
列特能源公司。, 2022.06.02
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01009
富镍阴极材料与电解质之间的强烈反应限制了基于这些阴极材料的高能量密度锂离子电池的比容量和寿命。在高容量核相上涂覆具有低反应性的壳相的核-壳方法可以减少这些表面反应。然而，在煅烧过程中，核-壳相中的元素可能相互扩散，这限制了用于壳相中的元素的选择和合成的温度窗口，并且通常增加了最小壳厚度。前驱体表面的氧化钨涂层将导致在LiOH H2O热处理过程中LixWyOz第二相的形成。这些Li x W y O z相渗入晶界并阻止核相与壳相之间的相互扩散。具有Mn或Al基壳的含钨富镍核壳阴极材料表现出增强的电化学性能，因为核壳微结构降低了表面反应性，而晶界中Li x W y O z相的存在增加了机械强度。
[4]“石墨负极由惜锂向亲锂转变，实现超快充电和长循环锂离子电池”
储能材料，2022.06.01
https://doi.org/10.1016/j.ensm.2022.05.056
电动汽车的广泛使用对锂离子电池的快速充电提出了更高的要求。但传统石墨负极在快速充电过程中会出现锂枝晶和快速容量衰减。石墨有限的离子通道和缺锂特性阻碍了石墨在快速充电中的应用。此外，“死锂”的形成和积累加速了高电流密度下长期循环中的容量衰减。最近，研究人员设计并制造了一种亲锂硬碳铆接石墨阳极，以克服“死锂”的影响，满足快速充电的要求。铆接异质结构在石墨表面从缺锂到亲锂的转变中起着重要的作用。HCRG的亲锂表面可以吸引更多的锂离子，在低电位弛豫时间内促进锂离子重新嵌入石墨块，而不是表面包覆，有效降低极化，增加高电流密度下可逆锂的比例。结果，它表现出优异的倍率性能。当倍率从1 C提高到15 C时，容量保持率达到98.2%。LiFePO4在10 C超高倍率下循环4000次后，具有90.1%能量保持率的快速充电性能，有效降低了极化，提高了大电流密度下可逆锂的比例。这种构建铆接异质结构的策略有效地促进了锂的嵌入反应，实现了快速充电性能，同时有助于充分理解其他快速充电阳极的界面动力学和结构优化。
[5]“钴梯度富锂阴极缓解锂离子电池容量衰减”
纳米能源，2022.06.02
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2022.107439
富锂层状氧化物是下一代储能器件最有前途的正极材料之一，但其结构退化和循环过程中严重的容量衰减阻碍了其应用。
最近，研究人员发现钴可以有效地防止结构退化，因此开发了一种简单新颖的金属有机框架处理和表面重建的方法，在LLO上制备钴梯度层。原位和非原位微观表征结果表明，容量衰减主要是由于空孔洞和气孔等微结构缺陷的形成、持续释氧以及表面尖晶石和岩盐结构的形成。表面重构可以通过富钴和贫锂尖晶石的形成来控制，并且Li2O薄膜可以在100和140℃的温度下形成。当温度在160 ~ 200℃之间时，由于大气中微量水蒸气的存在，氧化产物为片状LiOH。当温度高于300℃时，氧化产物变成单晶Li2O纳米立方体。密度泛函理论计算表明，高温下Li氧化化学受O2或H2O与Li2O相互作用的热力学和动力学控制。这些结果为锂在高温下的微氧化机理提供了重要的认识，也为LMBs的热失控提供了启示。
[8]“弛豫对La1/2+1/2 xli 1/2–1/2 xti 1–x alxo 3离子导体导电性的影响”
化学。脱线。, 2022.06.06
https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.2c00459
钙钛矿型固体电解质Li 3 xla 2/3–xtio 3被认为是开发基于锂金属的全固态电池的最有前途的候选材料。它们的高体积离子电导率可以通过替换LLTO结构中位于A或B位置的一些原子来调节。最近，研究人员研究了通式为La1/2+1/2 xli 1/2–1/2 xti 1–x alxo 3的钙钛矿家族的晶体结构和长程电荷转移过程，其中保留了电荷平衡和标称的A位空位。x射线衍射和高分辨率透射电子显微镜揭示了一种非常复杂的纳米结构的存在，该纳米结构由两种不同的有序纳米区域的混合物组成，具有四方P4/mmm和菱面体R3c对称性。宽带电谱结果证实了不同晶畴的存在，证明了八面体BO6的结构起伏需要电池内部和电池之间的耦合才能实现锂阳离子的长距离扩散，类似于聚合物离子导体中出现的分段形式。密度泛函理论计算和分子动力学模拟证实了这些假设。
[9]“在高容量氧化锰阴极中可逆四面体Li存储位置的弹性晶格的实现”
先进材料，2022.06.03
https://doi.org/10.1002/adma.202202745
突破插层化学强加的容量限制的关键是能够利用更多的活性位，在有限的空空间内可逆地容纳更多的离子和电子。但由于巨大的晶格变化和不可逆的相变，层状正极的锂层中插入了过多的锂离子，会导致性能迅速下降。最近，研究人员使用纯锰层状氧化物阴极，证明了其高可逆容量。通过大量表征，阐明了低含量Li2MnO3畴的存在不仅减少了O的不可逆损失，而且调节了LiMnO2中Mn的迁移畴，使弹性晶格中可逆性高的四面体位锂离子储存在锂层中。在这项工作中，无序的体阳离子被用来为层状材料创建稳定的锂离子存储四面体位置和弹性晶格，在0.6-4.9 V和10ma·g-1下的可逆容量为600mA·Hg-1。诚然，放电到0.6 V对于实际应用来说可能太低，但这一探索仍然非常重要，因为它从概念上证明了锂离子插入层状氧化物材料的极限。
[10]“在具有中间层的固体电解质中空间隙形成和锂枝晶生长之间的直接关联”
自然材料，2022.06.02
https://doi.org/10.1038/s41563-022-01264-8
具有固体电解质和锂阳极的可充电固态锂离子电池有望实现大众市场的电气化。这些电池的可充电性主要取决于在放电和充电期间锂在负极上的均匀剥离和电镀。尽管在使用液体电解质的锂离子电池中观察到锂枝晶生长，但预计SSE具有足够高的剪切模量来抑制锂枝晶生长并实现均匀的锂沉积。然而，越来越多的证据表明，使用SSE在电池中沉积锂仍然会导致枝晶生长和随后的电池短路。令人惊讶的是，已经发现固态电池中的电池短路发生在比使用液体电解质的电池低得多的电流密度下。这大大限制了SSB的实际可行性。
最近，研究人员使用插入石榴石基锂离子导体和锂之间的金属夹层来构建固态锂半电池。结果表明，界面空间隙先于枝晶形核和生长。具体而言，在大约三分之二枝晶生长的临界电流密度下观察到空间隙生长。计算表明，具有较高枝晶生长临界电流密度的中间层材料在其与锂的界面上也具有最大的锂空位积累的热力学和动力学势垒。这一现象表明，即使在没有高堆积压力的情况下，用合适的金属中间层进行界面改性，也能降低固体电解质中空间隙生长的趋势，提高枝晶生长的容忍度。
