盘点：钱逸泰院士、万立骏院士、陈军院士课题组2020年重要锂电研究成果

人物简介
钱逸泰，江苏无锡人，无机化学家，中国科学院院士。1962年毕业于山东大学化学系。1997年当选为中国科学院院士。2005年起为山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室学术委员会主任。2008年当选英国皇家化学会会士。现任中国科学技术大学化学系教授，中国化学会副理事长，安徽省化学会理事长，中国科学院化学部常委。曾获国家自然科学奖二等奖、中国科学院自然科学奖一等奖、何梁何利基金科学与技术进步奖和安徽省重大科技成就奖等。
主要研究方向包括：1、新型过渡金属氧化物，无机非金属等纳米材料制备；2、石墨烯复合材料的自组装制备及应用；3、新型纳米材料及复合纳米材料在新能源领域的应用，如锂离子电池、钠离子电池、超级电容器等。在Science，J. Am. Chem. Soc.等国际期刊上发表900余篇论文，总引用30000余次。培养了60多名优秀博士，35人成为正教授，6人获国家杰出青年基金，3人被评为“长江学者”。

2020年重要锂电成果一览

1、Nat. Rev. Chem.：实用锂电池有机电极材料的前景
有机材料作为锂电池的电极材料，由于其结构的可调性可以从丰富的前驱体中以环境友好的方式持续制备而受到广泛关注。目前对有机电极的研究主要集中在材料水平上，而不是评价实际电池的性能。在此，南开大学陈军院士团队首先概述了有机电极材料的历史和氧化还原过程，然后对有机电极材料在锂电池中的应用前景和面临的挑战进行了评价。根据能量密度、功率密度、循环寿命、重量密度、电子导电率和其他相关参数，如能源效率、成本和资源可用性进行了评估。作者认为这一领域的研究必须更多地关注有机电极材料的固有导电性和密度，然后在实际相关条件下对全电池进行综合优化。作者希望以此激发高质量的应用研究，以使有机电极材料实现未来商业化。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41570-020-0160-9
2、Angew. Chem. Int. Ed.：紫精晶体作为锂电池正极的储能机理及结构演化
有机离子晶体因其容量大、在电解质中溶解度低，是一类很有吸引力的二次电池活性材料，但它们通常遭受有限的电子传导性和中等电压的困扰。此外，氧化还原过程中的电荷储存机制和结构演化还不清楚。在这里，南开大学陈军院士团队报道了乙基紫精碘化物（EVI2）和乙基紫精二氯酸盐（EV(ClO4)2）作为锂电池的正极材料。EVI2电极由于其阴离子储存能力，显示出3.7 V（相对于Li+/Li）的高初始放电平台。当I−被ClO4-取代时，由于ClO4-层具有良好的电子导电性，获得的EV(ClO4)2电极即使在5C下也显示出优异的倍率性能（78% 的理论容量）。EVI2和EV(ClO4)2也表现出优异的循环稳定性（200次循环后容量保持率>96%）。
原文链接：
https://doi.org/10.1002/anie.202002773
3、Materials Today：锂离子电池高能层状氧化物正极材料的研究进展与展望
富镍层状氧化物（NRLOs）和富锂层状氧化物（LRLOs）具有高能量密度、低成本、环境友好等优点，被认为是下一代锂离子电池正极材料。然而，这两种层状氧化物也面临着类似的问题，如容量衰减和不同的障碍，例如NRLOs的热失控和LRLOs的电压衰减。了解它们在多尺度上所面临的挑战和策略的异同，对于先进锂离子电池正极的发展起着至关重要的作用。在此，南开大学陈军院士团队基于对电子/离子、晶体、粒子、电极和电池的多尺度洞察，对NRLOs和LRLOs的最新进展进行了全面的综述。对于NRLOs，详细讨论了结构无序、裂纹、界面降解和热失控等问题。对于LRLOs，概述了高容量的起源，其次是局部晶体结构，以及电压滞后减的根源，这些根源归因于过渡金属离子的还原价态、相变、应变和微观结构降解。然后讨论了具有NRLOs正极的全电池的失效机理和LRLOs的商业挑战。从离子掺杂、微结构设计、粒子改性、电极/电解质界面工程等方面总结了提高NRLOs和LRLOs性能的策略。还强调了开发用于NRLOs的单晶以及用于LRLOs的新的晶体学结构或异质结构。最后，概述了NRLOs和LRLOs发展的挑战和前景。这篇综述提供了对下一代锂离子电池高性能正极的基本理解和未来展望。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.mattod.2020.10.028
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