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1.?一種耐用、自支撐的MXene –S柔性導(dǎo)電紙，適用于長循環(huán)鋰硫電池

鋰多硫化物(LiPSs)穿梭效應(yīng)極大地限制了鋰硫電池的應(yīng)用，因此開發(fā)容量高、壽命長的耐用、自支撐電極對于開發(fā)下一代先進的鋰硫電池至關(guān)重要。

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目前針對該問題的解決方案主要集中在設(shè)計具有極性、親硫、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的正極材料上，或者引入額外的附加疊層來抑制LiPSs穿梭，但這樣會導(dǎo)致制備過程復(fù)雜或者器件的機械強度降低。

都柏林圣三一學(xué)院及瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院聯(lián)邦材料科學(xué)與技術(shù)研究所張傳芳團隊與南京工業(yè)大學(xué)楊建團隊研發(fā)了一種性能優(yōu)良的Ti3C2Tx/S導(dǎo)電紙，該紙具有良好的導(dǎo)電性、機械強度和獨特的多硫化物吸附性能。

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循環(huán)測試之后在MXene表面原位形成了一層厚厚的硫酸鹽絡(luò)合物層，這個絡(luò)合層作為一層保護膜，有效抑制了LiPSs的穿梭，提高了硫的利用率?；?span style="font-size: 14px;">Ti3C2Tx/S導(dǎo)電紙的鋰硫電池顯示出高容量和超低容量衰減率（1500次循環(huán)后為0.014%），這是目前鋰硫電池報道出來的衰減最低值。

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作者還組裝了柔性可彎曲折疊的原型袋電池，和Ti3C2Tx/S紙//鋰箔和預(yù)鋰化鍺的全電池。初步結(jié)果表明，Ti3C2Tx/S導(dǎo)電紙對未來的柔性可穿戴電子器件具有廣闊的應(yīng)用前景。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201901907

2.共價有機框架（COFs）: 通向設(shè)計結(jié)構(gòu)和內(nèi)置功能的化學(xué)方法

在過去的十年中，化學(xué)領(lǐng)域的進展展示了一種利用拓?fù)鋵W(xué)圖式來設(shè)計有機聚合物的新方法。這種方法是通過共價鍵將有機單元連接形成有序拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并產(chǎn)生新的聚合物形式，即共價有機框架。這是化學(xué)領(lǐng)域的一項突破，因為它為合成具有可預(yù)設(shè)計的初次和高次結(jié)構(gòu)的聚合物提供了一個分子平臺，而這卻是傳統(tǒng)的設(shè)計方法無法實現(xiàn)的。這個領(lǐng)域的發(fā)展展現(xiàn)了與傳統(tǒng)聚合物不同的本真特點。

新加坡國立大學(xué)江東林團隊從化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計原理、合成策略和控制方法等方面綜述了化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要基礎(chǔ)和主要進展。

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通過揭示功能表達(dá)中所涉及的各種相互作用和機制，作者詳細(xì)地調(diào)查了基于結(jié)構(gòu)的內(nèi)置功能。作者還從學(xué)，物理、材料和應(yīng)用的角度提出了該領(lǐng)域的未來發(fā)展方向及所需要解決的關(guān)鍵基本問題。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201904291

3. 硫化物全固態(tài)鋰電池的研究進展和前景：與傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池的一對一比較

由于鋰離子電池在惡劣環(huán)境下運行時，在電動汽車和移動設(shè)備的應(yīng)用中存在安全問題，基于無機固體電解質(zhì)的全固態(tài)鋰電池(ASSLBs)被認(rèn)為是安全的下一代電池系統(tǒng)。目前人們在全固態(tài)鋰電池的各方面也都付出了大量努力，比如固態(tài)電解質(zhì)以及活性物質(zhì)等，使得電化學(xué)性能得到了一定的提升。在硫化物、聚合物、氧化物等多種固體電解質(zhì)中，硫化物固體電解質(zhì)因其鋰離子電導(dǎo)率高和機械性能好而被認(rèn)為是最有希望商業(yè)化的產(chǎn)品。然而，由于對電池電極系統(tǒng)的認(rèn)識不足，目前的硫化物ASSLBs與傳統(tǒng)LIBs在能量和功率密度上的差距仍然很大。

蔚山國家科學(xué)技術(shù)研究院的Jaephil Cho團隊介紹了ASSLBs在硫化物固體電解質(zhì)、活性材料、電極工程等方面的代表性進展，重點對比了其與LIBs電化學(xué)性能的發(fā)展現(xiàn)狀。

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通過簡單的實驗演示，提出了對硫化物固體電解質(zhì)和活性物質(zhì)的要求，為實現(xiàn)高能量密度硫化物ASSLBs提供了一種合理的方法，并提出了開發(fā)具有商業(yè)可行性的硫化物ASSLBs的潛在研究方向。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201900376

4. 鋅空氣電池和水裂解的三功能電催化劑：新型石墨烯水凝膠/B‐摻雜石墨烯量子點復(fù)合材料

韓國蔚山大學(xué)的Won Mook Choi及Jin Suk Chung團隊開發(fā)了一種簡便易行的一步法合成新型全碳基復(fù)合材料的方法，該復(fù)合材料(GH‐BGQD)由錨定在石墨烯水凝膠上的摻硼石墨烯量子點組成。

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該復(fù)合材料具有獨特的三維結(jié)構(gòu)——高孔隙率和大比表面積，能夠充分暴露豐富的催化活性位點，能夠?qū)崿F(xiàn)電解質(zhì)的有效傳質(zhì)和離子擴散。

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GH‐BGQD復(fù)合材料對氧還原反應(yīng)、析氧反應(yīng)和析氫反應(yīng)具有較好的三功能電催化活性，其長期穩(wěn)定性和耐久性可與工業(yè)Pt/C和Ir/C催化劑相媲美。以GH‐BGQD為空氣電極的柔性固態(tài)鋅空氣電池，開路電壓為1.40 V, 100小時穩(wěn)定放電電壓為1.23 V，比容量為687mAh g^?1，峰值功率密度為112 mW cm^?2。此外，在電解水反應(yīng)中，以GH‐BGQD為電極材料時，電壓為1.61 V時，電流密度能達(dá)到10mA cm^{?– 2}，且在運行70小時期間具有顯著的穩(wěn)定性。

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最后，將三功能的GH‐BGQD催化劑用于鋅空氣電池驅(qū)動的電解水電池中，為碳基多功能電催化劑在電化學(xué)能源裝置中的應(yīng)用提供一種新的策略。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201900945

5.?液態(tài)聚二甲基硅氧烷接枝，為高可逆性鋰金屬電池提供無枝晶鋰鍍層

鋰金屬由于其無與倫比的理論比容量和極低的氧化還原電勢，被認(rèn)為是最有希望推動下一代儲能設(shè)備發(fā)展的正極材料。然而，鋰金屬電池(LMBs)的安全問題和不受控制的鋰枝晶生長所導(dǎo)致的循環(huán)性能差，仍然限制了鋰金屬電池的廣泛應(yīng)用。

中國科學(xué)院大學(xué)材料科學(xué)與光電子工程中心及硅酸鹽研究所的李馳麟團隊提出了以-OCH₃基團為端基的液體聚二甲基硅氧烷(PDMS)可接枝添加劑，這種材料可以增強抑制LMBs負(fù)極的鋰枝晶。

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這種接枝引發(fā)了共形混合固體電解質(zhì)間相(SEI)的形成，其中LiF和Li-si-o基的基團比例增加，它們作為剛性屏障和離子導(dǎo)體，可使鋰離子均勻傳輸和Li均勻沉積。

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接枝保護的負(fù)極賦予Li / Li對稱電池長壽命–超過1800小時，在Li電鍍和剝離之間的電壓間隙（≈25mV）比裸陽極小得多。即使在高電流密度（3 mA cm^?2）或高容量密度（4 mAh cm^?2）的條件下，碳酸鹽電解質(zhì)中Li/Cu非對稱電池的庫侖效率值也可以達(dá)到97%。在Li表面壓實和SEI穩(wěn)定方面，液體PDMS添加劑表現(xiàn)出比固體硅氧烷添加劑更優(yōu)的接枝能力。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201902220

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