Npj:李志林总结氟化物基电极的转化反应——演化现象和机理特征

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这样的能量存储设备需要更高的能量密度。特别是当电动汽车在不久的将来变得流行时，高能量密度的电池将成为不可避免的选择。金属锂的理论容量最高为3860毫安/克(远远高于目前用作锂离子电池商用阴极的石墨碳的372毫安/克)，氧化还原电位最低(相对于标准氢电极为3.04伏)因此，在20世纪70年代和80年代，锂金属电池(LMBs)受到追捧，但很快被锂离子电池(LIBs)取代，后者不太容易生长锂枝晶，更安全、更可靠。目前，纳米技术和固体电解质技术的新发展有望有效抑制负极端锂枝晶的生长。同时，转化反应性氟基阳极可以通过小而轻的氟阴离子提供极高的能量密度，这可以在低锂活性(即高电池电势)下破坏化学键。因此，氟化锂电池有望成为一种具有竞争潜力的低分子单体电池，与下一代锂硫、锂空气电池相匹配。

，中科院上海硅酸盐研究所研究员李志林基于先进的表征技术和计算模拟方法，总结了(氧)氟化物在不同转化反应阶段的近期相演化现象和演化机理。据信，设计优秀的纳米结构系统将有助于改善动态问题，如显著的电压滞后。所提出的掺杂和框架策略有望将不允许大量非化学计量锂嵌入的简单材料转化为电活性材料。这篇文章最近发表在《NPJ计算机材料》4:22(2018)；doi:10.1038/s 11524-018-0079-6英文标题和摘要如下。点击原文，自由阅读纸质PDF

储能器件氟电极中的电化学驱动转换反应

李志林，，陈，；Joachim Maier

探索电化学驱动的转化反应来开发新型储能材料是一个重要的课题，因为它们可以提供比当前锂离子电池电极更高的能量密度。转换型氟化物通过包含轻的和小的氟化物阴离子承诺特别高的能量密度，并且键断裂可以在相对低的锂活性(即高电池电压)下发生。基于这种电极的电池可能会成为其他设想的替代品的竞争对手，例如锂硫或锂空气系统，它们有许多尚未解决的热力学和动力学问题。相关的转化反应通常是多相氧化还原反应，其特征是成核和生长过程以及明显的界面和质量迁移现象。相关的转化反应通常是多相氧化还原反应，其特征在于成核和生长过程以及显著的界面和质量传输现象。因此，涉及到显著的过电位和非平衡反应途径。在这篇综述中，我们总结了在转化过程中不同氧化还原阶段(含氧)氟化物的相演化现象和机理特征方面的最新发现，这些发现是通过先进的表征技术和模拟方法实现的。可以得出结论，设计良好的纳米结构结构有助于缓解动力学问题，如通常明显的电压滞后。在这种情况下，兴奋剂和开放框架战略是有用的。通过这些工具，可获得的允许显著的锂非化学计量比(例如，通过锂可插入通道)的简单材料可以变成电子活性材料。

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