温馨提示：本次周报包含24篇文献，预计阅读时间30 min，大家挑感兴趣的关注。
1. 南京工业大学Guan Wu Angew. Chem. Int. Ed.：磁热微流体辅助合成的分层超细纤维用于超高能量密度超级电容器具有有序多孔骨架和高电荷转移的化学结构对纤维状超级电容器（FSCs）具有重要意义。然而，由于紧密的纤维中的离子动力学扩散和储存缓慢，实现高能量密度仍然是一个挑战。在这里，本文提出了一种创新的磁热微流控方法来有效地设计多层碳多面体/多孔石墨烯（CP/HG）核壳超细纤维。由于高磁热刻蚀和微流控反应，CP/HG纤维保持了开放的内连接离子通道、大的比表面积和中等的氮活性位点，促进了离子的快速迁移和调节。CP/HG-FSCs具有806μWh cm-2的超高能量密度和2760 mF cm-2的大面积电容。更重要的是，一个集成了基于芯片的FSCs的真正的自我动力耐力应用程序被设计来深入驱动电动汽车和步行机器人的持久运动。
标题：Magnetothermal Microfluidic‐Assisted Hierarchical Microfibers for Ultra‐High Energy Density Supercapacitors原文链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202000951
2. 中科院沈阳金属研究所李峰，伦敦大学Ivan P. Parkin，郭正晓 Nat. Energy：调整石墨烯层压膜的层间距以实现致密电容储能
超级电容器在小型化电子和电动汽车上显示出非凡的前景，但通常受到体积性能相当低的电极的限制，这主要是由于电荷存储中的孔隙利用率低。在此，本文设计了一种具有高孔道利用率的独立石墨烯层膜电极，用于紧凑型电容储能。这种薄膜的层间距可以精确调整，从而实现可调的孔隙率。通过系统地调整电解质离子的孔径，可以最佳地利用孔隙，从而使容量电容最大化。因此，所制备的超级电容器在离子液体电解质中提供88.1 Wh L−1的堆积体积能量密度，这是朝着紧凑型储能方向优化孔隙率的一个关键突破。此外，将优化后的薄膜电极组装成一个基于离子凝胶的全固态柔性智能器件，具有多种可选输出和优越的稳定性，在实际应用中显示出作为便携式电源的巨大潜力。
标题：Tuning the interlayer spacing of graphene laminate filmsfor efficient pore utilization towards compact capacitive energy storage原文链接：https://www.nature.com/articles/s41560-020-0560-6
3. 清华大学张强 Adv. Mater.：增强高性能锌-空气电池界面电催化反应的不对称空气阴极设计 可充电锌空气电池（ZAB）具有能量密度高、水电解液安全等优点，是一种很有发展前途的储能技术，但其性能存在明显的瓶颈。通常，阴极反应只发生在多相界面，电催化活性中心可以有效地参与氧化还原反应。在传统的空气阴极中，气体扩散层（GDL）表面的二维多相界面不可避免地导致活性中心数量不足和界面接触不良，导致反应动力学缓慢。为了解决这一问题，提出了一种三维多相界面策略，将反应界面扩展到GDL内部。在此基础上，设计了一种不对称的空气阴极，以增加活性中心，加速传质，并产生动态稳定的反应界面。利用NiFe层状双氢氧化物电催化剂，基于非对称阴极的ZABs可提供小的充放电电压间隙（5.0mA cm-2时为0.81 v）、高功率密度和稳定的循环性能（超过2000次循环）。这种三维反应界面策略为提高空气阴极动力学提供了一种可行的方法，并进一步启发了多相电化学反应能量器件的电极设计。
标题：Asymmetric Air Cathode Design for Enhanced Interfacial Electrocatalytic Reactions in High‐Performance Zinc–Air Batteries原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201908488
4. 合肥工业大学吴玉程、崔接武，中科大徐铜文，莱斯大学Pulickel M. Ajayan Nat. Commun.：一种溶剂辅助配体交换的方法使金属-有机框架具有多样和复杂的结构
与无机晶体不同的是，金属-有机框架并没有一个完善的纳米结构库，建立它们适当多样和复杂的结构仍然是一个重大挑战。在这里，本文展示了一种通过溶剂辅助配体交换方法控制金属-有机骨架结构的一般途径。成功制备了13种不同类型的金属有机骨架结构。为了证明这一概念的应用，将所得的金属-有机骨架材料作为合成纳米多孔炭的前驱体，研究了它们的电化学Na 存储性能。由于其独特的结构，由双壳ZnCo双金属沸石咪唑酸酯骨架纳米管制备的一维纳米多孔碳具有较高的比容量、优异的倍率性能和循环稳定性。该研究为可控制备设计良好的金属有机骨架结构及其衍生物提供了途径，这将进一步拓宽金属有机骨架材料的应用前景。
标题：A solvent-assisted ligand exchange approach enables metal-organic frameworks with diverse and complex architectures原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14671-9
5. 成均馆大学Ho Seok Park ACS Energy Lett.：用于混合储能全电池的双盐水凝胶电解质水溶液中的多价氧化还原化学
为了克服电化学电容器能量密度低的缺点，人们对大容量电极材料进行了研究，但在电荷存储容量与动力学、效率或稳定性之间进行权衡时，仍然存在一些问题。在这里，本文使用在双盐（WIBS）浸泡的聚丙烯酸水凝胶电解质，描述了用于混合储能全电池高功率和高能量效率的多价硫氧化还原化学，其中氮掺杂的纳米多孔碳/纳米硫（N-NC/nS）和锂锰氧化物分别被配置成负电极和正电极。通过表面氧化还原容量对总容量、低活化能、高交换电流密度和快速电荷转移的重要贡献，证实了N-NC/nS由于其多孔性、纳米尺度的限制和水凝胶的高离子导电性而实现了快捷的表面氧化还原动力学。整个电池提供15.7kW kg-1的电容式高功率密度，30.1 Wh kg-1的能量密度，在2000次循环中能量保持率为78.7%，能量效率为98%。
标题：Facile Multivalent Redox Chemistries in Water-in-Bisalt Hydrogel Electrolytes for Hybrid Energy Storage Full Cells原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c00059
6. 迪肯大学Cristina Pozo-Gonzalo，西班牙替代能源合作研究中心Nagore Ortiz-Vitoriano ACSEnergy Lett.：混合电解液促进Na-O2电池高均相超氧化物钠的生长
储能是现代社会面临的一个重大挑战，电池是目前流行的技术选择。在这领域，钠氧电池（Na-O2）由于具有较高的理论能量密度，而能够应对这个挑战。为了便于使用，电解质的发展对于克服由于该技术独特的化学性质而产生的某些限制至关重要，特别是与超氧化物物种的稳定性有关的限制。在这项研究中，研究者已经证明了选择合适的电解液以促进放电产物的高度均匀分布和最小化不良反应产物的形成的重要性。吡咯烷基离子液体与二聚体的结合能显著改变电池的性能。采用实验和模拟相结合的方法，研究了钠离子浓度、二聚体和正丁基正甲基吡咯烷双（三氟甲基磺酰）酰亚胺[C4mpyr][TFSI]用量对Na-O2电池性能的影响。
标题：Highly homogeneous sodium superoxide growth in Na-O2 batteries enabled by a hybrid electrolyte原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c00081
7. 美国SLAC国家加速器实验室William C. Chueh；MIT Richard D. Braatz；斯坦福大学Stefano Ermon Nature：具有机器学习功能的电池快速充电协议的闭环优化
在长周期实验中同时优化许多设计参数会导致科学研究和工程应用的瓶颈。例如电池制造和操作中对锂离子电池材料选择的过程和控制优化。一个主要的目标是最大限度地延长电池寿命。但是，即使进行单个实验来评估寿命，也可能需要数月甚至数年。此外，较大的参数调节空间和较高的采样差异性都需要进行大量的实验。因此，关键的挑战是减少实验次数和实验周期。在这里，研究人员开发并演示了一种机器学习方法，可以有效地优化参数调节空间，以指定六步过程，十分钟快速充电协议的电流和电压曲线，以最大化电池循环寿命，从而减轻电动汽车用户的航程焦虑。研究者结合了两个关键要素来降低优化成本：一个早期预测模型（通过使用前几个循环的数据预测最终循环寿命来减少每个实验的时间），以及一个贝叶斯优化算法（该算法可以减少优化次数）。通过平衡探索和开发来进行实验，以有效地探测充电协议的参数调节空间。使用这种方法，可以在16天之内快速确定224个候选对象的长寿命充电协议（相比之下，在没有提前预测的前提下使用详尽搜索需要超过500天），随后验证了优化方法的准确性和高效性。闭环方法自动结合了来自过去实验的反馈，并为将来的决策提供依据，可推广到电池设计的其他应用中，更广泛地涉及具有时间密集型实验和多维设计空间的其他科学领域。
标题：Closed-loop optimization of fast-charging protocols for batterie swith machine learning
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-1994-5
8. 悉尼科技大学汪国秀教授Angew. Chem. Int. Ed.：高能锂离子电池层状富锂正极材料的再生反应机理 层状富锂正极材料因其较高的理论比容量（320-350 mAh g-1）而引起了广泛的关注。然而，较差的循环稳定性和缓慢的反应动力学阻碍了它们的实际应用。经过多年的沉寂，人们有望恢复层状富锂正极材料的开发，以解决我们对高能量密度锂离子电池日益增长的依赖性。在此，作者回顾了层状富锂锰基正极材料的最新研究进展以及对结构表征和反应机理的深入理解。并全面总结了可能的过渡金属阳离子的氧化还原反应和氧的阴离子氧化还原反应的反应机理。最后讨论了下一代锂离子电池层状富锂锰基正极材料的未来发展面临的机遇和挑战。
标题：Reviving Reaction Mechanism of Layered Lithium‐Rich Cathode Materials for High‐Energy Lithium‐Ion Battery原文链接：https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202000262
9. 香港城市大学Qi Liu；广东工业大学Cheng Chao Li Adv. Mater. ：基于互连的隧道结构实现超高倍率和高安全性的锂离子铌钨氧化物存储
开发先进的高倍率电极材料一直是下一代锂离子电池的关键方面。常规的纳米结构化策略可以提高材料的倍率性能，但不可避免地会导致体积能量密度，成本，安全性等方面的折衷。在此，基于一种简便且可扩展的溶液燃烧方法，将微米级Nb14W3O44合成为稳固的高倍率负极材料。像差校正的扫描透射电子显微镜揭示了在高度结晶的Nb14W3O44中存在开放且相互连接的隧道，这确保了即使在微米尺寸颗粒内的锂离子扩散也很容易。原位高能同步加速X射线衍射分析、X射线吸收近边结构分析，结合拉曼光谱和计算模拟清楚地表明，由于低势垒锂离子的嵌入，在NWO框架中发生了可逆的阳离子氧化还原过程的单相固溶反应。因此，微米尺寸的Nb14W3O44表现出耐用且超高倍率的能力，即4000次循环后在10 C时约为≈130mAh g-1。最重要的是，微尺寸Nb14W3O44负极结合了高安全性LiFePO4正极的全电池，证明了其最高的实用性。这样的电池具有超过1000个循环的长循环寿命和增强的热稳定性，这优于目前的商用负极（如Li4Ti5O12）。
标题：Achieving Ultrahigh‐Rate and High‐Safety Li Storage Based on Interconnected Tunnel Structure in Micro‐Size Niobium Tungsten Oxides原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201905295
10. 复旦大学特殊材料与技术研究所MingxinYe, Jianfeng Shen Adv.Mater.：通过聚焦离子束得到图案化的纳米超级电容器：最小尺寸和超高性能
微电子系统技术的进步使得能量存储设备的开发和小型化成为必要。超级电容器是微电子系统中电池的重要补充。进一步缩小微型超级电容器的尺寸具有挑战性。在这里，通过聚焦离子束技术制备的晶体管式纳米电极制备纳米超级电容器（NSC），证明了一种新的策略可以突破微型超级电容器的分辨率极限。纳米超级电容器尺寸的最小化导致电容的大幅增加，具有9.52 mF cm-2的高面积电容和18700 F cm-3的体积电容，远远优于其他已报道的工作。事实证明，减小尺寸和缩小纳米电极之间的物理间隔是增强电容性能的最关键因素，并发现了具有显著的非法拉第双层电容的新电荷存储机制，这是由于纳米级相当大的内部电场力而存在的。这里显示的策略和数据阐明了在性能上柔性的晶体管型纳米超级电容器的设计和制造可与先进的超级电容器相媲美。
标题：FIB‐Patterned Nano‐Supercapacitors:Minimized Size with Ultrahigh Performances原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201908072
11. 加利福尼亚大学圣地亚哥分校材料科学与工程计划和机械与航空航天工程系James Friend Adv. Mater. ：通过表面声波驱动的电解质流实现对锂金属电池的快速充电
由于在充电过程中电解质中的离子消耗梯度严重，锂金属电极会迅速形成孔隙，枝晶和死锂，进而会导致性能下降，并且常常会引起电池严重的故障。有趣的是，集成一个小型的100 MHz表面声波器件（SAW）就可以解决此问题。该器件在充电过程中提供声速的电解液流动，可实现密集的锂电镀，并避免了孔隙和枝晶。与SAW集成的锂电池在市售的碳酸盐电解质中的最大工作电流为6 mA cm-2。省略SAW会导致在2 mA cm-2的电流下就产生短路。使用SAW循环时，锂的沉积没有形成枝晶，并且接近理论密度。在Li || LFP（LiFePO4）电池中使用厚度为245 µm的锂负极时，引入SAW可使未循环的锂从145 µm增至225µm，从而将锂消耗量从41％降低至仅8％。这里提供了一个密闭的模型来解释这种现象，并将这种与化学无关的方法集成到电池中。
标题：Enabling Rapid Charging Lithium Metal Batteries via Surface Acoustic Wave‐Driven Electrolyte Flow原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907516
12. 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室，辽宁能源材料与化学工程辽宁重点实验室Chang Yu；大连理工大学激光，离子和电子束材料改性教育部重点实验室Si Zhou；斯坦福同步加速器辐射光源，SLAC国家加速器实验室Yijin Liu；大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室Jieshan Qiu Joule：原位揭示动态重组镍钴碳酸盐氢氧化物的高效能量存储
过渡金属碳酸盐氢氧化物（CH）已被广泛研究证明可用于高倍率能量存储的电池型电极。但是，在实际操作条件下其真正的活性位点仍然难以捉摸。在这里，借助X射线吸收光谱，研究人员展示了循环时CH电极的局部电子和几何结构的动态演变。结果表明，在循环伏安法（CV）循环的初期，不可逆的钴阳离子在镍钴 CH纳米线中引起相变，从而形成富氧空位的NiCo层状双氢氧化物（LDH）纳米片，并具有出色的高倍率储能能力。理论建模表明，不饱和的5-配位的钴位点表现出最佳的氧化还原反应能垒，并极大地提高了性能。这些发现不仅阐明了钴基碳酸盐氢氧化物在操作条件下的电化学活性，而且突显了合理设计高性能电极的电化学配位工程策略。
标题：Operando Revealing Dynamic Reconstruction of NiCo Carbonate Hydroxide for High-Rate Energy Storage原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435120300489
13. 化学与纳米科学中心国家可再生能源实验室Kai Zhu, 北伊利诺伊大学化学与生物化学系Tao Xu Nature: 钙钛矿太阳能电池器件上的铅隔离
钙钛矿太阳能电池作为一种新兴的高效、低成本的光伏技术，在走向商业化的道路上仍然面临着障碍。目前，器件稳定性方面已经有了很大的改进，但铅毒性和从器件中浸出的潜在问题仍然没有得到相应的解决。当使用钙钛矿太阳能电池进行建筑集成光伏发电时，铅的潜在泄漏可能被视为一种环境和公共卫生风险。在这里，研究者提出了一种化学方法，用于隔离器件上96%以上由严重设备损坏引起的铅泄漏。一层吸铅材料被涂在设备堆栈的前后两侧。在前面的透明导电电极的玻璃一侧，研究者使用了一种透明的吸铅分子膜，该分子膜含有与铅紧密结合的膦酸基团。在背面(金属)电极一侧，在金属电极和标准光伏封装膜之间放置一种混合了铅螯合剂的聚合物膜。两侧吸铅膜遇水浸泡后膨胀吸收而不溶解，结构完整，损伤后易收集铅。
标题：On-device lead sequestration for perovskite solar cells原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-020-2001-x
14. 瑞士洛桑联邦理工学院MichaelGrätzel，YuHang Liu，天津大学Xianggao Li Adv. Mater.: 量身定制的两亲分子制备出光电转化效率23.5%的稳定钙钛矿太阳能电池
界面缺陷的钝化是实现高效，稳定的钙钛矿太阳能电池（PSC）的有效手段。然而，当前用于减轻此类缺陷的大多数分子调节剂在钙钛矿与电荷收集层的界面处形成导电不良的聚集体，从而阻碍了光生载流子的提取。在这里，提出了一种新型的钝化剂，即4-叔丁基-苄基碘化铵（tBBAI），该钝化剂具有大位阻的叔丁基基团可防止空间排斥引起的不利聚集。发现用tBBAI进行简单的表面处理可显著加速电荷从钙钛矿中提取到spiro-OMeTAD空穴传输剂中，同时阻止了非辐射电荷复合。这将钙钛矿光电转化效率（PCE）从≈20％提高到23.5％，更加重要的是，tBBAI处理将填充因子从0.75提高到0.82的极高值。叔丁基还提供了疏水性保护伞，可保护钙钛矿膜免受周围水分的侵蚀。此外，在连续模拟太阳辐射，最大功率点跟踪下，全日照500小时后，PSC表现出优异的稳定性，可保留其初始PCE的95％以上。
标题：Tailored Amphiphilic Molecular Mitigators for Stable Perovskite Solar Cells with 23.5% Efficiency原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907757
15. 耶路撒冷希伯来大学Lioz Etgar, Danny Porath Adv. Mater.: 利用导电原子力显微镜研究单个铯、铅、卤化钙钛矿纳米线的电特性
钙钛矿纳米结构近年来因其在光电、发光二极管、纳米激光等领域的广泛应用而备受关注。这些用途依赖于这些纳米结构的导电性能。然而，单个薄钙钛矿纳米线的电特性尚未见报道。在这里，使用导电原子力显微镜表征了个别铯铅卤化纳米线。只含有溴的纳米线和含有溴和碘混合物的纳米线的电导率存在明显差异。这种差异是由于掺杂了碘化溴化物的纳米线具有更高的晶体缺陷密度、更深的陷阱态和更高的固有电导率。
标题：Electrical Characterization of Individual Cesium Lead Halide Perovskite Nanowires Using Conductive AFM
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201907812
16. Casaccia研究中心Mario Tucci, 罗马大学, 意大利圣母学院Shashank Priya Joule:机械堆叠，双端石墨钙钛矿/硅串联太阳能电池的效率超过26%
钙钛矿/硅串联太阳能电池有望推动市场领先的晶体硅技术超越其理论极限，同时保持低制造成本。通过低成本的溶液处理来制造钙钛矿顶部电池的可能性可能会降低光伏发电的能源成本，使其朝着电网平价里程碑的方向发展。钙钛矿太阳能电池直接在高效非晶/晶硅异质结电池的纹理前表面的溶液处理是主要的瓶颈。研究者利用简单的两端机械堆垛的亚电池帮助实现高性能的光伏器件。其关键的优点是可以在耦合之前独立地制造每个亚晶胞。展望未来，钙钛矿太阳能电池的性能改进和升级，以及电子元件键合方法的背景知识，使该结果有助于驱动经济可行的钙钛矿/硅串联PVs。
标题：Mechanically Stacked, Two-Terminal Graphene-Based Perovskite/Silicon Tandem Solar Cell with Efficiency over 26%原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435120300453
17. 韩国高等科学技术学院Taek-Soo Kim, 暨南大学Lintao Hou, 蔚山国家科学技术研究院ChangdukYang, 香港科技大学He Yan Joule: 来自具有异质桥接原子的窄带隙受体的机械坚固的全聚合物太阳能电池
全聚合物太阳能电池具有独特的形态稳定性和机械鲁棒性，具有广阔的实际应用前景。研究表明，桥联原子可以微调光电材料的光电特性。然而，目前还没有关于聚合物受体的桥联原子如何影响分子特性和活性层形态的报道。在此，研究者开发了具有不同桥接原子(C、Si、Ge)的聚合物受体，发现桥接原子对分子吸收、电子迁移率以及活性层的形态和机械鲁棒性有显著影响。结果表明，基于硅桥的PF2-DTSi的活性层具有良好的机械鲁棒性，相关的刚柔all-PSCs分别达到了10.77%和6.37%的PCEs。这项工作为通过优化全PSCs的桥联原子来开发高效的聚合物受体提供了一个有用的策略。
标题：Mechanically Robust All-Polymer Solar Cells from Narrow Band Gap Acceptors with Hetero-Bridging Atoms原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2542435120300441
18. 加利福尼亚大学,劳伦斯伯克利国家实验室Ali Javey ACS Energy Lett.：晶体硅太阳能电池的聚合电子选择性接触，效率超过19%
载流子选择性接触已经成为高效晶硅(c-Si)光电的重要发展方向。在所提出的接触材料中，与典型的真空沉积技术相比，有机材料可以提供简化和低成本的处理。在这里，支化聚乙烯亚胺(b-PEI)被用作c-Si太阳能电池的电子传输层(ETL)。b-PEI夹层在c-Si(n) 和Al之间的掺入导致较低的接触电阻率24 mΩ/cm2。集成了b-PEI的硅异质结太阳能电池实现了19.4%的功率转换效率，提高了有机ETL的c-Si太阳能电池的基准效率。这种电子选择性的b-PEI是由于其路易斯碱度，即供电子能力，促进了c-Si表面电子输运的良好能带弯曲。此外，其他几种路易斯基聚合物在有机/c-Si混合器件中表现出高效的ETLs，这表明路易斯碱度可以作为未来有机ETLs设计的指导方针。
标题：Polymeric Electron-Selective Contact for Crystalline Silicon Solar Cells with an Efficiency Exceeding 19%
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.0c00110
19. 爱尔兰国立大学Alexander J. Cowan & Pau Farràs等Nat. Energy: 低级含盐地表水电解
由太阳能、海洋、地热和风能等可再生能源提供动力，通过水电解生产可储存的氢燃料为实现能源可持续性提供了一条有希望的途径。然而，最先进的电解需要相关工艺的支持，例如水源的脱盐，脱盐水的进一步纯化以及水的运输，这通常会增加财务和能源成本。避免这些操作的一种策略是开发能够直接使用不纯净水的电解槽。研究者们综述了使用低级盐水和盐水进行水电解的电极材料/催化剂的最新进展，与饮用水相比，低级盐水和盐水在世界范围内资源丰富得多。研究者们解决了电解槽设计中的相关挑战，并讨论了在存在金属离子、氯化物和生物有机体等常见杂质的情况下，可能产生高活性和高选择性水电解材料的未来潜在方法。
标题：Electrolysis of low-grade and saline surface water
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41560-020-0550-8
20. 澳大利亚伍伦贡大学Hua-Kun Liu & Shi-Xue Dou等Nat. Commun.: 钠离子电池用富钠菱形普鲁士蓝的可逆结构演变
铁基普鲁士蓝类似物有望成为低成本且易于制备的钠离子电池正极材料。它们的材料质量和电化学性能在很大程度上取决于沉淀过程。研究者们报道了一种可控沉淀法合成用于钠离子存储的高性能普鲁士蓝。对高结晶普鲁士蓝微立方体的成核和演化过程的表征揭示了具有高初始库仑效率、优良的倍率性能和循环性能的菱形结构。通过同步加速器原位粉末X射线衍射研究了所制备材料中的相变，该相变显示出钠离子（去离子）插层时菱面体、立方和四方结构之间发生过了高度可逆的结构转变。而且，来自大规模合成过程的普鲁士蓝材料在超过1000次的袋装全电池中显示出稳定的循环性能。
标题：Reversible structural evolution of sodium-rich rhombohedral Prussian blue for sodium-ion batteries
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14444-4
21. 复旦大学Zhuo Wang & Yonggang Wang等Nat. Commun.: 有机/无机电极基水合氢离子电池
氢离子电池由于其成本效益和可持续性优点而被视为下一代电源中最有前途的能源技术之一。研究者们提出了一种基于酸性电解液中的有机pyr-4,5,9,10-四酮阳极和无机MnO2@石墨毡阴极的水合氢离子电池。其操作包括在阳极上的醌/对苯二酚氧化还原反应和在阴极上的MnO2/Mn2 转化反应，以及H3O 在两个电极之间的转移。独特的运行机制为这种水合氢离子电池提供了高达132.6 Wh kg-1的能量密度和30.8 kW kg-1的超级电容器可比功率密度，以及超过5000次循环的长期循环寿命。此外，令人惊讶的是，即使在-40°C下使用冷冻的电解质，这种水合氢离子电池也能很好地工作，并且在–70°C下仍具有优异的倍率性能和循环稳定性。
标题：An organic/inorganic electrode-based hydronium-ionbattery
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14748-5
22. 厦门大学Yong Yang、加拿大西安大略大学孙学良教授等Mater.Today: 固态锂电池研究的高级表征技术
在过去的十年中，由于开发可提供更安全和长期性能的新一代可充电锂电池的可行性，固态电池在电池界引起了广泛的关注。但是，在将该新技术投入商业使用之前，仍然需要克服许多科学和技术挑战和困难。先进的表征技术为研究固态电池中这些复杂而难以捉摸的化学/物理过程提供了强大的工具。近十年来，研究人员探索了许多复杂的非原位和原位技术，例如同步加速器X射线技术，固态NMR技术，中子散射技术等，以探究固态电池的潜在机理，该文综述了这三种表征技术在固体电池研究中的最新进展。
标题：Advanced characterization techniques for solid state lithium battery research
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1369702120300353
23. 江苏大学许晖教授、东吴大学Jun Zhong等ACS Energy Lett.: X射线吸收光谱法了解光电化学水氧化
基于同步辐射的X射线吸收光谱法（XAS）由于具有探测光电电极电子结构变化的独特能力，已被证明是一种强大而有效的表征工具，可以全面而深入地了解光电化学（PEC）水的分解过程。研究者们介绍了近年来同步加速器XAS技术在研究赤铁矿和其他常用光阳极方面的最新进展。通过专注于XAS在识别化学成分和探索各种光阳极的工作机制方面所发挥的独特而强大的作用，研究者们将对XAS技术如何指导高效光阳极的设计和光解水制氢研究压电陶瓷的进一步发展做出贡献。总体而言，该综述还有望激发PEC界更多的兴趣，以利用XAS促进其研究。
标题：Understanding Photoelectrochemical Water Oxidationwith X-ray Absorption Spectroscopy
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.9b02757
24. 美国范德堡大学Kelsey B. Hatzell等ACS Energy Lett.:固态电池锂金属阳极面临的挑战
在这篇综述中，研究者们重点介绍了与固态电池中锂金属阳极集成相关的最新进展和挑战。尽管先前的报道表明固体电解质可能不能渗透锂金属，但是在各种电解质组成和循环条件下，这一假设已被证明是错误的。在这里，研究者们描述了无机和有机固体电解质中锂长丝生长和相间形成的机理的起源和重要性。结合真实和相互空间成像和建模的多模态技术对于充分了解这些埋藏界面处的非平衡动力学是必不可少的。目前，大多数关于固体电解质界面上锂电极动力学的研究都是以对称的锂锂构型完成的。为了充分了解锂金属阳极带来的挑战和机遇，必须进行全电池实验。最后，操作条件对固态电池的影响在很大程度上是未知的，与压力、几何形状和磨合机制有关。
标题：Challenges in lithium metal anodes for solid statebatteries
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.9b02668
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