1. iScience:  实验室规模锂离子电池生产的能流分析

锂离子电池被证明是消费电子、电动汽车和固定存储系统的一种赋能技术，对锂离子电池需求的稳步增长对其可持续性提出了新的挑战。对这种技术的环境影响进行综合评估的需求不断增长，这就需要在实验室和工业规模上确定其生产过程所消耗的能源和材料。目前没有实验室规模电池生产详细情况的研究，只有少数研究提供了实际消耗量的详细分析，并且存在较大偏差。因此，这篇文章提供了生产锂离子电池的能流分析。通过在实验室规模的锂离子电池生产中进行测量来确定各个生产步骤的能量需求，并以透明和可追溯的方式显示。为了与文献值进行比较，对不同的生产规模进行了区分。

2. Materials Today: 可溶性多硫化物锂金属阳极在实用的锂-硫电池中的挑战与前景

锂-硫(Li-S)电池作为下一代的高能量密度储能系统，已经引起了人们的极大期望。S的多电子溶解-沉淀氧化还原转化对其高比能有很大贡献。在锂-硫电池工作过程中，高活性锂金属阳极总是自发地与可溶多硫化物(LiPSs)相遇，寄生副反应不可避免地发生。随着S阴极从形成阶段发展到生长期，由可溶LiPSs导致的锂金属阳极的挑战成为实际的Li-S电池的障碍。因此，迫切需要对含有LiPSs的电解液中锂阳极的基本认识和有针对性的保护策略。本文系统地分析了LiPSs存在下锂金属阳极所面临的挑战。然后，总结了锂金属阳极保护处理LiPSs的初步进展。最后，通过对锂金属阳极的基础认识和实践探索，提出了富有见解的展望，以促进实用化的锂硫电池的发展。

3. Advanced Energy Materials: 电化学储能用MOF基材料的孔隙率工程

金属-有机框架(MOFs)具有丰富的化学性质、有序的微/介孔结构和均匀分布的活性位点，为电化学储能(EES)应用提供了广阔的空间。鉴于孔隙率对电荷输运和催化的特殊重要性，需要对其设计、形成和工程化进行严格评估，以开发和优化EES器件。这种努力可以通过设计网状化学、多尺度孔隙工程、合成方法和合成后处理来实现，这将显著扩大其应用范围。通过赋予导电主链、客体化合物和/或氧化还原活性中心，在过去的十年里， MOFs及其衍生物在EES方面的应用得到了广泛的探索。为了改进EES领域的MOF基材料的设计，系统分析了MOF及其衍生物的孔结构策略，并综述了它们在超级电容器和金属离子电池中的应用。还讨论了潜在的挑战和未来的机遇，以指导未来的发展。

4. Journal of Materials Research and Technology: 木质素和氧化铁电纺纳米复合纤维作为超级电容器材料

纳米纤维碳基电极构成了轻质环保超级电容器的关键部件。然而，仍然需要达到更高的比电容、更好的电极材料稳定性和更有效的能量密度。特别是，碳电极的应用受到其低双电层电容(EDLC)和高成本的限制。通过结合EDLC的快速充电和赝电容的高能量密度特性，目标是实现一个高比容量的超级电容器电极。报道了一种通过静电纺丝一步制备柔性木质素基复合纳米纤维的方法，其中包括氧化铁纳米纤维(L-CNFs@Fe_xO_y纳米纤维)。通过SEM、TEM、EDS、N₂吸附、XPS、XRD和XAS，对L-CNFs@Fe_xO_y纳米纤维的形貌、表面化学成分、孔结构、相组成和结构性能进行了表征。分别用导电原子力显微镜(C-AFM)和恒电位仪/恒电流仪(CV、GCD、EIS)研究了纳米纤维的电学和电化学性能。L-CNFs@Fe₃O₄电极表现出高比电容(0.1 A·g^-1时，216 F·g^-1)和超高能量密度(43 Wh·kg^-1)。围绕无定形和结晶碳形成的纳米结构以及氧化铁纳米结构产生了独特的孔隙率和表面积，有助于提高固有的电化学性能。这一模型研究涉及由地球上丰富的金属化合物和生物质碳形成的纳米结构，为替代能源存储应用中的新型、经济和耐用电极提供了新的途径。

5. The Journal of Physical Chemistry C：层状β(III)-CoOOH材料的表面反应性和表面表征:实验和计算研究

这项研究聚焦于理解层状β(III)-CoOOH的表面反应性，通过将实验、XPS和SEM的表面表征及第一性原理计算结合起来进行多尺度的研究。表面反应性和表面的化学性质是电荷存储机制中的关键因素，β(III)-CoOOH由于其大的比表面积(100 m²/g^s)和高的电子电导率(10^–3至1s·cm^–1)而具有用作超级电容器中的赝电容电极材料的有趣特性。研究中合成的化合物由长度为60–100nm的颗粒聚集体组成，其表面反应性(碱性和氧化还原特性)采用吸附SO₂分子并进行XPS分析进行了研究。反应性的动力学研究使我们能够确定β(III)-CoOOH的吸附机制中的三个步骤。XPS和计算结果的结合能够在确定的结构区域中的表面反应性、硫酸盐和亚硫酸盐物种的形成、活性位点的Co³⁺和Co⁴⁺物种以及潜在的电子过程之间建立联系。

6. Energy Storage Materials:有序Cu₃P的无溶液自组装生长及其在高效稳定的混合超级电容器中的应用

开发了一种自组装有序Cu₃P纳米棒阵列的无溶液干法生长策略，并将其用作固态混合超级电容器(HSC)的高能量、稳定的正极材料。生长在泡沫铜上的有序Cu₃P纳米棒阵列具有664 mA·h/g的优异比容量，在6 A/g下能效为88%，在15000次连续充放电循环中具有超长的循环稳定性。这些电化学特征归因于Cu₃P纳米棒阵列的有序生长，提供了大量可及的电活性位点、减少的离子转移路径和可逆的氧化还原活性。通过将纳米棒与基于活性炭的负极配对制造固态HSC，进一步探索了Cu₃P纳米棒阵列的潜力。研究显示，构建的电池在1，125 W/kg的比功率下表现出76.85 Wh/kg的比能量，在15，000次循环中保持88%的电容。此外，电池卓越的能量存储和输送能力表现为约65%的能效。这项研究开发的多功能无溶液干法策略为用于下一代储能系统的电极材料的工程化铺平了道路。

7. Carbon: 中空多孔碳纳米胶囊包裹的超小Fe₃O₄纳米粒子用于高性能超级电容器

通过真空初始润湿工艺，开发了一种新的Fe₃O₄-C杂化材料纳米结构。其中，适量的Fe₃O₄纳米颗粒被可控地限域在碗状中空多孔碳纳米胶囊的空腔内(CNB)。TEM)图像和TG曲线证实了CNB储藏了不同负载量的直径小于50 nm的Fe₃O₄小纳米颗粒(NP)。得益于适量均匀分散的Fe₃O₄ NPs和高比表面积、高电导率的碗状的碳纳米胶囊以及Fe₃O₄@CNB大量的氮(N)和氧(O)元素掺杂的协同作用，新的体系结构为电解质离子的输运提供了良好的可逆性。在超级电容器器件中测试时，Fe₃O₄@CNB-2(含有40.3 wt%的Fe₃O₄)表现出最高的质量(466 F·g-1)和体积电容(624 F·cm^-3)。基于这些材料的超级电容器也表现出优异的循环稳定性(5000次循环后92.4%的电容保持率)。该类Fe₃O₄-C杂化材料具有优异的电化学性能，其合成策略可推广到构建其他杂化材料并用于各种应用，如生物医学、催化、能量收集、储能器件等。

8. Journal of Power Sources：用于无添加剂高容量超级电容器的具有分级结构的碳-碳致密网络复合材料

将生物质基碳填充到石墨烯网络(rGO)中，经微波辅助水热处理和毛细管蒸发诱导干燥制备了具有多孔结构的高密度碳复合材料(AC₃/G)。氧化石墨烯在处理过程中被还原，并作为框架网络嵌入活性炭。 ACs以高达1.23 g/cm³的密度(AC₃/G)填充到网络中。ACs可防止rGO团聚，且rGO片与ACs之间形成的通道有利于形成分级多孔结构。在三电极系统中，当AC₃/G用作粘合剂和无导电添加剂的电极时，在0.5 A/g下获得了775 F/cm³的高体积电容，具有97.05%的优异循环稳定性。当与木质素水凝胶电解质组装成柔性固态超级电容器器件时，高密度电极可提供9.7 W·h/L和7.9 W·h/kg的高体积和重量能量密度，0.5 A/g时的体积电容为326 F/cm³。值得注意的是，该研究为利用生物质资源制备高体积性能的能源器件铺平了新的思路。

本文由Free-Writon供稿。