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縱使攬勝四方

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——編語

鉀離子電池

西安理工大學李喜飛、秦戩團隊報道了一種新型鉀離子電池負極材料。該材料由含Se空位缺陷的CoSe₂和FeSe₂兩相組成。二者互相接觸，形成豐富的異質結。電極顆粒表面覆蓋有碳層。這種結構與組分帶給電極性能的“正能量”包括：

1）異質結形成相間電場，提升電極導電性，加速離子在兩相間的傳遞；

2）空位缺陷增強電極對K⁺吸附，增加電極活性位點數量；

3）表面碳層加固電極材料結構，延長電極使用壽命。

CoSe₂-FeSe₂@C電極在100 mA/g和2 A/g的電流密度下的電容量分別為401 mAh/g與275 mAh/g。理論計算證明了CoSe₂/FeSe₂異質結對鉀離子在電極內部傳輸的促進效果。

封面展示的是碳包覆CoSe₂/FeSe₂異質結區域。近處放大圖中可見上、下層CoSe₂晶體結構與中層FeSe₂晶體結構，兩相間形成異質結。每塊 “金字塔”塔尖上的黑色區域應為碳層。所有金字塔被石墨烯大網包覆，代表電極顆粒表面的碳包覆，有穩定結構的作用。

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水系鋅離子電池

德國烏爾姆亥姆霍茲研究所（Helmholtz Institute Ulm）Stefano Passerini、Alberto Varzi團隊闡明了α-Mn₂O₃的儲Zn²⁺機理。由于α-Mn₂O₃不具備允許Zn²⁺嵌插的孔道或層狀結構，因而一直被認為無法作為水系鋅離子電池的電極材料。

作者們發現，雖然α-Mn₂O₃自身不是理想的鋅離子電池電極材料，但它在Zn²⁺和正電壓共同作用下能轉變為L-Zn_xMnO₂。L-Zn_xMnO₂具有層狀結構，可儲存Zn²⁺。

基于以上信息，作者們合成了具有多級結構的介孔α-Mn₂O₃納米棒陣列，將其用于水系鋅離子電池的正極。電化學測試顯示該材料在5.0 A/g電流密度下的電容量可達103 mAh/g；充放電（2.0 A/g）循環2000次后容量保持率高于80%，證實了α-Mn₂O₃可作為鋅離子電池的電極材料。

封面主體展示了以α-Mn₂O₃為正極（上端），金屬Zn為負極（下端）的鋅離子電池。電池浸泡在水中，代表了水溶劑，象征水系鋅離子電池。

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鋰離子電池

鋰離子電池在使用之初需在電極-電解液界面形成含Li界面，因而需要消耗一部分Li元素。這部分Li元素的消耗會減少電池的總容量。近年來發展的預鋰化（prelithiation）技術通過在電池使用前額外添加活性Li，補償了電池在運行前的消耗。華中科技大學孫永明課題組總結了各種預鋰化技術要達到的目標以及今后發展需克服的挑戰。綜述基本結構如下：

一、預鋰化過程涉及的材料、關鍵參數與過程

二、預鋰化方法與典型例子

三、預鋰化電極材料的化學與結構穩定性

四、預鋰化的安全風險

五、預鋰化產生的雜質與副反應

六、預鋰化對電化學性能的影響

七、預鋰化過程的大規模性及其與現有生產的兼容性

八、展望：此部分總結了全文的主要內容，并指出了預鋰化過程未來發展的幾點方向：

1、更深入地認識預鋰化對于電極整體性能的影響

2、考慮并規避預鋰化過程帶來的安全風險

3、研發能直接將預鋰化技術整合到現行鋰離子電池生產流程中的途徑