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EER 2024年第4期文章列表
1. Protecting Lithium Metal Anodes in Solid-State Batteries（封面文章）
2. Progress of Main-Group Metal-Based Single-Atom Catalysts
3. Li Alloy/Li Halide Mixed Layer: An Emerging Star for Electro-Chemo-Mechanically Stable Li/Electrolyte Interface
4. Strategies for Intelligent Detection and Fire Suppression of Lithium-Ion Batteries
5. A Deep Dive into Spent Lithium-Ion Batteries: from Degradation Diagnostics to Sustainable Material Recovery
6. The Origin, Characterization, and Precise Design and Regulation of Diverse Hard Carbon Structures for Targeted Applications in Lithium-/Sodium-/Potassium-Ion Batteries
7. A Review of Multiscale Mechanical Failures in Lithium-ion Batteries: Implications for Performance, Lifetime and Safety
8. Noble and Non-Noble Metal Based Catalysts for Electrochemical Nitrate Reduction to Ammonia: Activity, Selectivity and Stability
封面文章
北京理工大学吴川教授/白莹教授/王欣然特别研究员最新EER综述 | 基于固态电池的锂金属负极改性
本期封面文章通信作者为北京理工大学吴川教授/白莹教授/王欣然特别研究员，主题为“基于固态电池的锂金属负极改性”。
文章简介：锂金属因其低还原电位和高理论比容量，被视为极具应用前景的负极材料。然而，锂金属具有高反应活性，容易与液态电解质发生不可逆副反应，导致金属锂和电解质的消耗。锂离子不均匀沉积/剥离会促使锂枝晶生长，带来电池安全风险，这阻碍了锂金属电池的进一步发展和商业化应用。构建具有高机械强度和低可燃性的固态电解质体系是抑制枝晶生长、提高锂金属电池安全性的最有效策略之一。然而，固态电解质的结构缺陷、本征离子电导率、氧化还原电位以及固-固接触等问题，会在固态电池的应用中引发新的电化学问题以及固相枝晶生长等弊端。本文全面总结了固态电解质中锂枝晶生长的机理；着重阐述了在有机、无机以及复合固态电解质中抑制锂枝晶生长、稳定界面以及增强离子传输的策略。文章不仅涵盖了相关的实验发现，还纳入了计算预测内容，以便基于化学和物理原理，从定性和定量两个方面表征固态电解质的离子电导率、界面稳定性以及其他性能。最后，对固态电解质的发展方向和亟待解决的问题进行了总结与讨论。
文章题目：
Protecting Lithium Metal Anodes in Solid‑State Batteries
作者：
Yuxi Zhong, Xiaoyu Yang, Ruiqi Guo, Liqing Zhai, Xinran Wang*, Feng Wu, Chuan Wu*, Ying Bai*
图文摘要：
目录简介：
引用信息：
Electrochem. Energy Rev. 2024, 7(4), 30.
DOI：
https://doi.org/10.1007/s41918-024-00230-z
全文链接：
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s41918-024-00230-z.pdf
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EER 2024年第4期其他文章
文章2
文章题目：
Progress of Main-Group Metal-Based Single-Atom Catalysts
作者：
Tongzhou Wang, Yuhan Sun, Genyuan Fu, Zhiqi Jiang, Xuerong Zheng, Jihong Li*, Yida Deng*
文章简介：
本文通信作者为海南大学邓意达教授、李纪红副教授，主题为“主族金属基单原子催化剂研究进展”。
单原子催化剂（SACs）由于具有最大的原子利用率、独特的电子结构和高效率，在能源转换和储存领域极具应用前景。其中，主族金属基SACs（s区金属和p区金属）作为新兴优秀材料，近年来受到特别关注，但仍面临一些挑战。本文首先对主族金属的基本原理和独特优势进行概述；随后重点介绍几种主族金属基SACs，包括s区金属如镁和钙以及p区金属如铟、铋、铝、镓、锑、硒和锡等；深入探讨主族金属基SACs在多种化学能转换过程中的应用；最后提出高效主族金属基SACs的发展前景和面临的关键挑战。
图文摘要：
目录简介：
引用信息：
Electrochem. Energy Rev. 2024, 7(4), 29.
DOI：
https://doi.org/10.1007/s41918-024-00213-0
全文链接：
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s41918-024-00213-0.pdf
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文章3
文章题目：
Li Alloy/Li Halide Mixed Layer: An Emerging Star for Electro‑Chemo‑Mechanically Stable Li/Electrolyte Interface
作者：
Jiaqi Cao, Guangyuan Du, Guoyu Qian, Xueyi Lu, Yang Sun, Xia Lu*
文章简介：
本文通信作者为中山大学卢侠教授，主题为“锂合金/锂卤化物混合层：电-化学-机械稳定锂/电解质界面的一颗新星”。
锂离子电池受石墨负极低能量密度的限制，已逐渐难以满足储能发展的需求。要进一步提高电池容量，就需发展新的电池材料和化学体系，比如创新性的锂金属负极。然而，锂金属负极在实际商业化方面受到不稳定锂/电解质界面的限制，仍难从实验室走向工业化。为解决锂/电解质界面的不稳定性问题，在锂表面构建锂合金/锂卤化物混合层被认为是一个理想的方向，这得益于锂合金和锂卤化物的结合优势。本文首先通过对比自生固态电解质界面的局限性，深入探讨锂合金和锂卤化物的独特优点，并对它们各自取得的研究进展进行总结；相应地，引入锂合金/锂卤化物混合层，清晰阐述锂沉积行为机理以及混合层的制备策略和近期进展；此外，全面总结新兴界面表征技术；最后，强调了未来设计锂合金/锂卤化物混合层时需考虑的要点以及前景展望，目的在于阐明结构-性能关系，为打造下一代高性能电池提供合理指导。
图文摘要：
目录简介：
引用信息：
Electrochem. Energy Rev. 2024, 7(4), 31.
DOI：
https://doi.org/10.1007/s41918-024-00229-6
全文链接：
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s41918-024-00229-6.pdf
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文章4
文章题目：
Strategies for Intelligent Detection and Fire Suppression of Lithium‑Ion Batteries
作者：
Zezhuo Li, Jianlong Cong, Yi Ding, Yan Yang, Kai Huang, Xiaoyu Ge, Kai Chen, Tao Zeng, Zhimei Huang*, Chun Fang*, Yunhui Huang*
文章简介：
本文通信作者为华中科技大学黄云辉教授、方淳副教授和合肥工业大学黄志梅副教授，主题为“锂离子电池智能检测与灭火策略”。
锂离子电池因其高能量密度、环境友好性以及长使用寿命，已在电子设备、电动汽车、储能系统等领域广泛应用。然而，锂离子电池对环境条件较为敏感，在机械、电气和/或热滥用情况下容易出现热失控、起火甚至爆炸。这些不可预测的危险后果极大限制了锂离子电池的商业应用。因此，这些安全问题亟待解决。本综述系统讨论了锂离子电池的热失控机制和火灾特性；全面总结了电池热安全监测方法，包括温度、电压和气体传感器等传统技术以及光纤传感器、超声成像等最新技术；简要介绍了基于各种冷却方法的电池热管理系统以及对该系统的最新见解；根据锂离子电池的火灾特性，全面总结和对比了非水基和水基灭火剂，同时探讨了智能消防系统的概念。基于对预防可能出现的热失控以及扑灭已经失控的火灾的热安全问题的分析，提出了一整套锂离子电池热安全解决方案。本文综述了锂离子电池智能探测和灭火的综合策略，可为关键材料设计和智能安全系统提供理论指导，以促进锂离子电池的广泛应用。
图文摘要：
目录简介：
引用信息：
Electrochem. Energy Rev. 2024, 7(4), 32.
DOI：
https://doi.org/10.1007/s41918-024-00232-x
全文链接：
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s41918-024-00232-x.pdf
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文章5
文章题目：
A Deep Dive into Spent Lithium-Ion Batteries: from Degradation Diagnostics to Sustainable Material Recovery
作者：
Xue Bai, Yanzhi Sun, Xifei Li, Rui He, Zhenfa Liu, Junqing Pan*, Jiujun Zhang*
文章简介：
本文通信作者为福州大学张久俊院士、北京化工大学潘军青教授，主题为“深入探究废旧锂离子电池：从降解诊断到可持续材料回收”。
为应对储能和电源方面快速增长的需求，大量锂离子电池被制造和使用，这导致了锂和钴资源的严重短缺。废旧锂离子电池富含金属，很容易引发环境危害以及资源短缺问题。妥善处置废旧锂离子电池是一个亟待解决的问题。梯次利用和电极材料回收被视为是解决这个问题的两个关键解决方案。这两种方案已嵌入到锂离子电池的整个生命周期（从生产到使用），是电池行业可持续发展的重要助力。本文对废旧电池的梯次利用和材料回收进行了全面综述：首先，综合分析了锂离子电池在使用过程中性能下降的原因，并从生态与安全、可持续发展、经济、节能减排等角度分析了回收废旧电池的必要性；其次，总结了当前梯次利用的关键技术、所面临的问题及挑战，也归纳了国内外典型应用实例；第三，系统总结了废旧锂离子电池材料回收技术，包括传统回收技术、新型绿色回收技术以及废旧锂离子电池材料的直接回收技术；最后，探讨了梯次利用和废旧电池材料回收的潜力，并得出了若干结论。
图文摘要：
目录简介：
引用信息：
Electrochem. Energy Rev. 2024, 7(4), 33.
DOI：
https://doi.org/10.1007/s41918-024-00231-y
全文链接：
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s41918-024-00231-y.pdf
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文章6
文章题目：
The Origin, Characterization, and Precise Design and Regulation of Diverse Hard Carbon Structures for Targeted Applications in Lithium-/Sodium-/Potassium-Ion Batteries
作者：
Junjie Liu, Ling Huang, Huiqun Wang, Liyuan Sha, Miao Liu, Zhefei Sun, Jiawei Gu, Haodong Liu, Jinbao Zhao, Qiaobao Zhang*, Li Zhang*
文章简介：
本文通信作者为厦门大学张力教授、张桥保教授，主题为“应用于锂/钠/钾离子电池的各类硬碳结构的起源、表征以及精准设计和调控”。
硬碳作为碳质材料中的重要一员，在电池储能高性能负极方面展现出巨大潜力，备受关注。结构多样性赋予硬碳优异性能以及高度可调控性，使其非常适合用作锂/钠/钾离子电池负极。为研发性能更优的硬碳负极材料，人们开展大量研究工作，以理解碱金属离子在硬碳中的存储机理。在此基础上，本文深入综述硬碳结构与其与碱金属离子电化学性质之间的关系；着重阐述硬碳结构的设计与表征、碱金属离子的存储机理以及结构调控的关键策略；此外，对硬碳未来潜力进行前瞻性展望。本综述旨在全面概述电池研究领域中硬碳负极的研究现状，并凸显这一快速发展的领域在推动下一代碱金属离子电池发展方面的光明前景。
图文摘要：
目录简介：
引用信息：
Electrochem. Energy Rev. 2024, 7(4), 34.
DOI：
https://doi.org/10.1007/s41918-024-00234-9
全文链接：
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s41918-024-00234-9.pdf
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文章7
文章题目：
A Review of Multiscale Mechanical Failures in Lithium-ion Batteries: Implications for Performance, Lifetime and Safety
作者：
Senming Wu, Ying Chen, Weiling Luan*, Haofeng Chen*, Liping Huo, Meng Wang, Shan-tung Tu
文章简介：
本文通信作者为华东理工大学栾伟玲教授、陈浩峰教授，主题为“锂离子电池多尺度机械故障综述：对性能、寿命和安全的影响”。
锂离子电池容易发生机械故障，这些故障可能出现在多个尺度上，包括颗粒、电极以及整个电池单元层面。这些故障受到电化学、机械和热学等多物理场因素的共同影响，本质上具有复杂性和多物理性。这些机械故障对电池性能、寿命以及安全性的影响因具体故障类型而异。然而，电池中机械性能退化的复杂特性往往涉及相互关联的过程，在这些过程中，不同的故障机制相互作用并不断演变。尽管已经开展了大量研究工作，但这些故障背后的详细机制仍有待进一步阐明。为弥补这一知识空白，本综述系统研究了三个关键方面：多尺度机械故障；它们对性能、寿命和安全的影响；以及不同类型和尺度的机械故障之间的相互联系。通过采用多尺度和多学科的视角，将当前研究中零散的观点整合到一个综合框架内，从而对锂离子电池内部的机械行为及相互作用有更深入的理解。文章着重强调锂离子电池中机械故障的主要特征，并在理论、材料、设计和应用这四个关键领域提出有价值的见解和展望，旨在通过应对该领域当前面临的挑战来提升锂离子电池的性能、寿命和安全。
图文摘要：
目录简介：
引用信息：
Electrochem. Energy Rev. 2024, 7(4), 35.
DOI：
https://doi.org/10.1007/s41918-024-00233-w
全文链接：
https://doi.org/10.1007/s41918-024-00233-w
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文章8
文章题目：
Noble and Non-Noble Metal Based Catalysts for Electrochemical Nitrate Reduction to Ammonia: Activity, Selectivity and Stability
作者：
Israr Masood ul Hasan, Nengneng Xu, Yuyu Liu*, Muhammad Zubair Nawaz, Haitao Feng*, Jinli Qiao*
文章简介：
本文通信作者为东华大学乔锦丽教授、中国科学院青海盐湖研究所冯海涛研究员、上海大学刘予宇教授，主题为“用于电化学硝酸盐还原制氨的贵金属和非贵金属催化剂：活性、选择性和稳定性”。
由于含氮肥料的广泛使用、化石燃料燃烧以及工业和生活污水的排放，过量的硝酸盐污染已成为一个严峻的环境问题。因此，电化学硝酸盐还原制氨已成为传统Haber-Bosch工艺的一种颇具前景的替代方法。然而，电化学硝酸盐还原的工业应用受到了催化活性低、选择性差以及竞争性析氢反应导致的稳定性有限的阻碍。本文全面综述了电化学硝酸盐还原的近期研究进展，尤其对贵金属和非贵金属催化剂的催化活性、选择性以及稳定性进行了评估；阐明了创新性催化剂设计策略、前沿发展动态以及未来研究的潜在方向；此外，探讨了电化学硝酸盐还原制氨的基本机制，包括电催化剂的研发方法、电解质效应、原位表征技术、理论建模以及电池设计考量因素等；对影响氨选择性及催化剂结构组成的因素也进行了深入研究；最后，为优化电化学硝酸盐还原制氨工艺提供了全面见解以助于推动该领域进一步发展。
图文摘要：
目录简介：
引用信息：
Electrochem. Energy Rev. 2024, 7(4), 36.
DOI：
https://doi.org/10.1007/s41918-024-00236-7
全文链接：
https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s41918-024-00236-7.pd
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