1. 鋰-空氣電池：解耦以實現(xiàn)穩(wěn)定
（Li–air batteries: Decouple to stabilize）
多孔碳材料因為在電池循環(huán)中會發(fā)生劇烈的分解反應而難以在鋰-空氣電池陰極被使用?，F(xiàn)在，雙氧化還原介質可以解耦陰極復雜的化學反應，同時避免陰極鈍化和分解。
在沒有任何介質存在時陰極發(fā)生的充放電反應。放電時，O2被還原成O2−后與Li +結合以產生LiO 2。隨后，通過歧化（由虛線箭頭表示）或LiO 2的進一步還原（由實心彎曲箭頭表示）形成Li 2 O 2。充電時，Li 2 O 2被氧化成LiO 2，然后通過歧化（虛線箭頭）或LiO 2的第二氧化（實心曲線箭頭）釋放出O 2。電解質由波浪狀特征表示。
陰極在DBBQ和TEMPO表面發(fā)生的充放電反應。放電時，DBBQ在陰極表面減少，形成LiDBBQ。然后，LiDBBQ與O2反應生成Li2O2并再生為DBBQ。充電后，TEMPO在陰極表面被氧化，形成TEMPO +，隨后TEMPO +又氧化Li 2 O 2產生O 2并再生為TEMPO。O2（溶膠）表示溶解在電解液中的O 2。左右船只示意圖說明DBBQ將電子從陰極表面轉移到O2，TEMPO則將電子從Li 2 O 2轉移到陰極表面。
2.一個簡便易行的表面化學方法實現(xiàn)鋰金屬陽極穩(wěn)定
（A facile surface chemistry route to a stabilized lithium metal anode）
鋰金屬是鋰充電電池非常理想的陽極材料，它具有所有候選材料中最高的理論比容量和最低的電化學勢能。它存在的最大的問題是鋰電鍍時發(fā)生枝晶生長，這會引起安全問題并加劇與電解液的反應。本文報道了在鋰上原位合成一種富鋰復合合金膜，這種膜合成方法簡單、成本低，可有效防止枝晶的生長。這歸因于鋰離子在富鋰離子傳導合金中的快速遷移和電絕緣表面兩者的協(xié)同作用。得到保護的鋰在700個電沉積循環(huán)（1400 h），實際電流密度2 mA cm−2時電鍍/脫模情況下保持穩(wěn)定，在Li4Ti5O12做正極時可實現(xiàn)1500循環(huán)壽命。這些都為用特定性能的表面層來穩(wěn)定鋰金屬提供了實現(xiàn)路徑。
（Nature DOI：10.1038/nenergy.2017.119）
3. 儲能發(fā)展和清潔能源轉化的創(chuàng)新
（Energy storage deployment and innovation for the clean energy transition）
清潔能源轉換需要對新興的能源儲存技術的創(chuàng)新，投資，戰(zhàn)略部署的共同發(fā)展。一個深度脫碳能源系統(tǒng)研究平臺需要電池技術中的材料科學進步來戰(zhàn)勝不斷來自風能和太陽能發(fā)電的挑戰(zhàn)。同時，電池存儲的市場增長和創(chuàng)新的政策可以補充一系列清潔能源技術的成本預算。進一步整合新儲存技術的研發(fā)和部署將為性價比高的低碳發(fā)電開辟道路。本文將使用一個結合了材料創(chuàng)新的投資價值和隨時間推移的技術部署的雙因素模型，數(shù)據(jù)來源于覆蓋電池儲存技術的經驗數(shù)據(jù)集。電池存儲的補充進展對于脫碳及可再生的電力來源改善有重要意義。我們發(fā)現(xiàn)并繪制了將太陽能US$1 W−1和電池存儲US$100 kWh−1進行分派以實現(xiàn)太陽能、風能及存儲與化石發(fā)電的直接競爭的可行路線。
（Nature DOI: 10.1038/nenergy.2017.125）
4. 雙介質穩(wěn)定碳陰極可充電鋰-氧電池
（A rechargeable lithium–oxygen battery with dual mediators stabilizing the carbon cathode）
在Li-O2電池陰極，O2在放電時被還原為Li2O2，充電時這一過程可逆進行。Li2O2是絕緣并且不可溶的固體，如果在陰極表面生成就會導致最終的低率，低容量和電池的耗竭。本文將使用雙介質，2,5-二叔丁基對苯醌（放電時）和2,2,6,6-四甲基-哌啶-1-氧自由基（充電時）。陰極表面的電化學與Li2O2的形成/分解去耦。以2 mAh cmareal−2 容量，在1 mA cmareal−2時充電/放電低極化為例。如果使用合適的氣體擴散電極，可預見40 mAh cmareal−2速率遠大于1 mA cmareal−2。Li-O2電池的主要問題是碳陰極的分解。Li2O2的形成/分解，避免高電荷電勢，碳不穩(wěn)定性可有效緩解（每循環(huán)分解0.008%，小于無介質0.12%分解）。
（Nature DOI: 10.1038/nenergy.2017.118）
5. 利用以碳為基體的雙功能水合RuO2納米簇電催化劑實現(xiàn)高效持久可充電鋅-空氣電池
（Bifunctional hydrous RuO2 nanocluster electrocatalyst embedded in carbon matrix for efficient and durable operation of rechargeable zinc–air batteries）
氧化釕（RuO2）是最好的析氧反應（ORR）電催化劑。本文將闡述有效利用RuO2作為氧氣還原反應（OER）電催化劑，使其成為可充電鋅-空氣電池的雙功能材料。兩種形式的RuO2（水合和無水的，分別表示為h-RuO2 和ah-RuO2）將展現(xiàn)出不同的ORR和OER電催化性質。h-RuO2 通過4電子過程完成ORR，但需要很大的過電位。與之形成對比的是h-RuO2在較低的過電位即可觸發(fā)OER，但表現(xiàn)出非常不穩(wěn)定的電化學催化能力。為了加強h-RuO2的優(yōu)勢并改善其缺點，Han-Saem Park等設計了一個獨特的結構RuO2@C，其中h-RuO2納米顆粒分散在碳基質中。以雙親水性嵌段共聚物為模板的釕前體在碳基質通過退火形成時轉化成RuO2納米粒子。碳基質通過改善其低電導和在OER時防止催化劑溶解突破了h-RuO2的局限。雙功能的RuO2@C催化劑在20 mA cm−2具有非常低的電勢差(ΔEOER-ORR = ca. 1.0 V)。Zn||RuO2@C電池表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性（超過40h未觀測到過電勢）
（Natrue DOI: 10.1038/s41598-017-07259-9）
6. 通過鋰-金屬磷酸鹽活性鍍膜改善LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2陰極材料的電化學性質
（Improved electrochemical properties of LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2 cathode material via Li-reactive coating with metal phosphates）
富鎳氧化物層是極有前景的陰極材料，因為它們具有高容量。但是，它們的合成過程會在表面遺留大量鋰，在電池工作中會生成氣體。本文中，結合模擬和實驗，Kyoungmin Min等提出用最理想的金屬磷酸鹽鍍膜材料從富鎳氧化物LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2表面移除遺留的鋰?；诘谝恍栽韽?6種金屬磷酸鹽中篩選理想的鍍膜材料，要求對Li2O具有高活性。基于DFT混合函數(shù)的數(shù)據(jù)庫，通過繪制相圖，可以得到鍍膜材料和Li2O的反應平衡相。用Mn3(PO4)2，Co3(PO4)2，F(xiàn)e3(PO4)2，and TiPO4對這一路徑進行實驗證明。這些材料的鋰移除能力與計算結果進行比較。另外，50次充電/放電循環(huán)的電化學表現(xiàn)證明Mn-, Co-, Fe-磷酸鹽材料比未鍍膜樣本在防止容量衰減上更優(yōu)異，但是TiPO4初始容量差，循環(huán)中容量迅速減小。最后，XRD分析的含鋰平衡相與模擬結構相一致。
（Nature DOI: 10.1038/s41598-017-07375-6）
7. MoS2 @ rGO納米片作為鈉離子電池中的高性能陽極材料
（MoS2@rGO Nanoflakes as High Performance Anode Materials in Sodium Ion Batteries）
利用便宜的MoO3作為鉬源，通過簡單的水熱法來制備MoS2 @ rGO納米片。受益于獨特的納米結構，高的MoS2負載量(90.3 wt%)和擴展的層間距，制備出的MoS2 @ rGO納米片顯示出大大提高的鈉儲存性能：包括在0.2A g-1的電流密度下具有441mAh g-1的高可逆比容量，快充能力，300次循環(huán)后容量保持率達93.2％。
（Nature DOI: 10.1038/s41598-017-08341-y）
8.電化學陽極氧化多孔硅：有望應用于鋰電池的高性價比負極材料
（Electrochemically anodized porous silicon: Towards simple and affordable anode material for Li-ion batteries）
作為鋰離子電池的下一代負極材料，由于與廣泛使用的石墨相比，硅的重量比其高十倍，因此硅被越來越多地研究。雖然納米顆粒和其他納米結構硅材料通常表現(xiàn)出良好的循環(huán)性，但它們的體積容量往往比石墨更差或相似，此外，制造這些材料通常既復雜又昂貴。電化學陽極氧化法是生產納米結構硅的簡易方法之一。然而，沒有系統(tǒng)研究各種材料性質如何影響其在LIB中的性能。在本研究中，對相對較低孔隙率為50％的介孔硅，評價了粒徑，表面鈍化和硼摻雜度的影響。該孔隙度值被估計為在充電/放電循環(huán)期間仍能適應大量體積變化的硅材料的最低值。最佳粒度在10-20μm之間，碳化物層通過提高鋰化動力學提高了速率能力，較高含量的硼摻雜有利于以較低的速率獲得較高的比容量。原始和循環(huán)電極的比較顯示電接觸和電解質衰減的損失是容量衰減的主要原因。
（Nature DOI: 1038/s41598-017-08285-3）
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