Linda F. Nazar，加拿大滑铁卢大学化学系教授，加拿大固态能源材料一级研究主席。1978年本科毕业于加拿大不列颠哥伦比亚大学，1984年获得加拿大多伦多大学化学博士学位。曾获得/入选：MRS 奖章（2020）、英国皇家学会会士（2020）、CIC奖章（2019）、加拿大委任官员（2015）、加拿大皇家学会会士（2011）、美国化学会化学或化学工程杰出女性奖（2011）、加州理工杰出摩尔学者（2010）、国际电化学会电池研究奖（2009）、“全球高被引科学家”（2014、2016、2018、2020）等。
随着对电化学能量存储的需求不断增长，替代传统锂离子电池的电化学技术变得越来越具有吸引力。本文报道了一种插层式VS2与转化型硫化学相结合的插层-转化型混合正极，用以构建高性能固态锂硫电池。层状VS2纳米材料具有离子传输通道、金属导电性和活性容量贡献等特点，为固态S/Li2S氧化还原对释放其高容量提供了理想的平台。通过简便、低成本和低能耗的机械混合工艺制备得到S/VS2/Li3PS4混合正极复合材料。S/VS2/Li3PS4|Li3PS4|Li全固态电池的硫利用率约为85％，库仑效率接近100％。在活性物质负载量（S/VS2）高达15.5 mg cm-2下，可实现高达7.8 mAh cm-2的面积容量。A High Capacity All Solid-State Li-Sulfur Battery Enabled by Conversion-Intercalation Hybrid Cathode Architecture. Adv. Funct. Mater. 2020. DOI: 10.1002/adfm.2020042392one
Angew. Chem. Int. Ed.：硫代硼酸锂卤化物中的快速锂离子传输
硫代硼酸锂是一种很有前景的快速锂离子导电材料，其性能与推动了固态锂离子电池发展的硫代磷酸锂相似。相比之下，硫代硼酸盐几乎没有被开发出来，但是，它为材料发现提供了新的空间。本文报道了一类新型硫代硼酸锂卤化物，它具有超四面体金刚烷结构，以容纳在相互连接的三维结构通道中移动的锂离子和卤化物阴离子。利用单晶XRD、中子粉末衍射和中子PDF对其结构进行了研究，发现了明显的锂和卤化物阴离子的无序分布。通过有效调节通道内卤化物阴离子的极化率，这些新型材料具有高达1.4 mS cm-1的离子导电率。Fast Li-Ion Conductivity in Superadamantanoid Lithium Thioborate Halides. Angew. Chem. Int. Ed. 2020. DOI: 10.1002/anie.2020133393one
ACS Energy Letters：用于可充钙离子电池的高压磷酸盐正极
由于理论上具有较高的工作潜力和较低的成本，钙离子电池（CIBs）作为下一代储能设备正受到人们的关注。然而，由于缺乏有效的正极材料，CIBs的发展受到了限制。本文报道了NASICON型NaV2(PO4)3和橄榄石型FePO4两种聚阴离子磷酸盐，并首次在非水电解质中作为CIB正极在室温下进行了研究。研究发现NaV2(PO4)3电极在3.2 V（vs Ca2+/Ca）附近可逆地插入0.6 mol的Ca2+可提供81 mAhg-1的比容量并具有稳定的循环性能。橄榄石骨架材料FePO4在2.9 V（vs Ca2+/Ca）附近可逆地插入的0.2 mol Ca2+可提供72 mAhg-1的比容量。此外，结构、电子和成分的变化证实Ca2+可以可逆地插入这两种材料。High-Voltage Phosphate Cathodes for Rechargeable Ca-Ion Batteries. ACS Energy Lett. 2020. DOI: 10.1021/acsenergylett.0c016634one
Energy Environ. Sci.：一种用于高压全固态锂电池的新型卤尖晶石超离子导体
锂离子电池从使用易燃液态电解质和低密度碳负极的传统电池配置发展到使用固态电解质的全固态锂电池，可以从根本上消除安全隐患，并提供更高的能量密度。为实现其潜力，需要具有宽电化学稳定性窗口和超离子的（> 1 mS cm-1）固态电解质。本文报道了一种新型锂超离子氯化物Li2Sc2/3Cl4固态电解质，它具有无序的尖晶石结构，显示出1.5 mS cm-1的高离子电导率和0.34 eV 的低Li+扩散活化能垒。该材料是首个尖晶石型超离子卤化物。粉末中子衍射的结构解释表明，在晶格中可用的四面体和八面体位置上，Li+分布明显无序，此外形成了一个由共面八面体和四面体组成的无限三维连接的Li+扩散路径。由于Li2Sc2/3Cl4的高氧化稳定性，所有使用Li2Sc2/3Cl4和无涂层高压正极（LiCoO2、LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2或LiNi0.85Mn0.1Co0.05O2）的固态锂电池在容量保持和循环寿命方面，在高达4.6 V的电压下表现出优异的电化学性能。A new halospinel superionic conductor for high-voltage all solid state lithium batteries. Energy Environ. Sci. 2020. DOI: 10.1039/d0ee01017k5one
Joule：锌离子电池应用面临的科学挑战
最近，锌离子电池（ZIBs）的安全性、经济性和令人印象深刻的电化学性能引发了一场势不可挡的关注。正如新领域的典型情况一样，最初的热情和很高的期望现在已被更严格的研究阶段所取代，该阶段深入研究了控制电化学性能的基本因素。与侧重电池不同的是，本文重点综述了ZIBs化学的基本方面，而这些方面鲜为人知，并且在过去几年中取得了进展。作者为以下方面的未来研究提供指导：（1）水介质中质子/Zn2+共嵌入的重大挑战；（2）伴随ZIBs电化学的转化化学的局限性；（3）Zn2+在非水电解质和有机正极材料中嵌入脱出的积极方面；（4）电极-电解液界面上的去溶剂化问题；（5）控制锌枝晶生长的解决方案；（6）建议用于该领域的电化学方案。Scientific Challenges for the Implementation of Zn-Ion Batteries. Joule 2020. DOI: 10.1016/j.joule.2020.03.0026one
Small Methods：直接纳米合成法显著提高镁电池的正极性能
可充镁电池是下一代电化学储能系统中富有前景的候选电池，但其发展受到固态扩散缓慢和二价阳离子去溶剂化的严重阻碍。研究表明，纳米级电极材料可通过缩短扩散长度和增加电极/电解质的相互作用来缓解这些问题。在此，本文研究了四种镁电池硫化物正极材料的粒度和合成方法对其电化学性能的影响：层状TiS2、CuS、尖晶石Ti2S4和CuCo2S4。在这些硫化物基体中，直接制备纳米微晶对于激活或改善电化学性能是至关重要的。当研究微米级颗粒（如CuCo2S4）时，即使是有前景的正极材料也可能表现出电化学惰性，而机械研磨会导致活性材料的表面降解，从而严重限制性能。实验显示，直接制备的纳米CuCo2S4的容量几乎是球磨材料的两倍，在60°C下可提供350 mAh g−1的高比容量。这项工作提供了合成考虑因素，可能对发现和设计新型Mg正极材料至关重要。通过扩展，当选择Mg2+扩散更加缓的氧化物材料时，这一因素将更加重要。Direct Nano-Synthesis Methods Notably Benefit Mg-Battery Cathode Performance. Small Methods 2020. DOI: 10.1002/smtd.2020000297one
Adv. Energy Mater.：具有超强导电性的硫硼硅氧锂固态电解质玻璃
作为潜在的下一代储能设备，固态锂电池需要高性能的固态电解质。最近的研究主要集中在晶体材料上，而非晶态材料通过消除限制离子传输和触发锂负极枝晶生长的问题晶界提供了优势。然而，同时实现玻璃的高导电性和稳定性是一个挑战。本文报道了一种新型四元硫硼硅氧锂玻璃(Li2S–B2S3–SiO2–LiI, “LIBOSS”)，其离子电导率高达2 mS cm−1，与Li7P3S11相比，暴露于空气时H2S的释放量大大降低。这些单片玻璃由玻璃熔体制备而成，无需球磨。碘化物的加入提供了与锂金属良好的界面，如对称电池中稳定的剥离/电镀所示，极化比Li3PS4低约10倍。SiO2的加入重新构建了硫硼酸盐网络，使LiI在玻璃基体中的溶解更大，从而增加了锂离子的浓度和迁移率。这些特性直接转化为全固态电池在室温下的优异电池性能，在室温下可稳定循环超过130次，容量保持率为超过99.9%，库仑效率接近100%。A Lithium Oxythioborosilicate Solid Electrolyte Glass with Superionic Conductivity. Adv. Energy Mater. 2020. DOI: 10.1002/aenm.2019027838one
ACS Energy Lett.：用于全固态锂离子电池的高压超离子卤化物固态电解质
固态锂离子电池（ASSBs）被认为是潜在的下一代储能设备，需要固态电解质（SEs）。硫代磷酸盐基材料很受欢迎，但这些硫化物的负极稳定性较差，并且需要在锂金属氧化物正极上涂覆特殊涂层。此外，以高能量密度为目标的电极设计受到其狭窄电化学稳定窗口的限制。本文报道了一类新型混合金属卤化物Li3–xM1–xZrxCl6SEs，在25 °C下其具有1.4 mS cm–1的高离子导电性，这是Zr取代产生新的离子导电相的结果。最重要的是，这些氯化物SEs优良的电化学氧化稳定性直接在全电池中得到证明，这使得使用无涂层4V正极材料时不会出现任何明显的氧化界面分解。这项研究为ASSBs的实用设计提供了一个重要的突破。High-Voltage Superionic Halide Solid Electrolytes for All-Solid-State Li-Ion Batteries. ACS Energy Lett. 2020. DOI: 10.1021/acsenergylett.9b02599
