一、鋰離子電池方向

1. 深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張黔玲教授團(tuán)隊(duì)在材料領(lǐng)域頂尖期刊Advanced Functional Materials（影響因子18.5，中科院JCR 1區(qū)）發(fā)表了題為“Minimize the Electrode Concentration Polarization for High-Power Lithium Batteries”的研究論文。該團(tuán)隊(duì)碩士研究生陳偉彬和中山大學(xué)王凱為論文共同第一作者，深圳大學(xué)胡江濤副教授、張黔玲教授，有研（廣東）新材料技術(shù)研究院肖必威教授，北京大學(xué)潘鋒教授為該論文通訊作者，深圳大學(xué)為第一作者單位和第一通訊單位。

在該項(xiàng)工作提出了一種創(chuàng)新的雙層電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)采用不同尺寸的LiNi0.83Mn0.12Co0.05O2（NMC83）材料構(gòu)建雙層電極結(jié)構(gòu)，其中底層由大顆粒（11.3 μm），頂層由小顆粒（4.5 μm）組成，在經(jīng)過(guò)充分浸潤(rùn)后，電極內(nèi)部電解液濃度分布均勻。在充電過(guò)程中，由于鋰離子擴(kuò)散速度差異（VL<<VS），充電開(kāi)始時(shí)小顆粒中的鋰離子快速擴(kuò)散到電解液中，而大顆粒中的鋰離子擴(kuò)散速度相對(duì)較慢。因此，電極內(nèi)部形成濃度梯度，小顆粒附近的電解液中鋰離子濃度高，大顆粒附近的電解液中鋰離子濃度低。不過(guò)，小顆粒與電解液充分接觸，根據(jù)菲克定律，高濃度的鋰離子能夠快速擴(kuò)散到電解液中，充電過(guò)程中消除了濃差極化。這種創(chuàng)新的雙層電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，構(gòu)建了快速的電解液浸潤(rùn)和鋰離子擴(kuò)散通道，有效緩解了厚電極中的濃差極化問(wèn)題。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202410926

2. 深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張黔玲教授團(tuán)隊(duì)在材料領(lǐng)域頂尖期刊Nano Energy（影響因子16.8，中科院JCR 1區(qū)）發(fā)表了題為“Ultra-high rate performance of single-crystalline NMC cathodes enabled by a TEP-based electrolyte”的研究論文。該團(tuán)隊(duì)碩士研究生陳伶俐為論文第一作者，張黔玲、胡江濤、北京大學(xué)潘鋒教授、有研（廣東）新材料技術(shù)研究院肖必威教授為該論文通訊作者，深圳大學(xué)為第一作者單位和第一通訊單位。

該工作利用磷酸三乙酯（TEP）和氟代碳酸乙烯酯（FEC）優(yōu)化 Li+溶解環(huán)境，降低配位數(shù)并降低Li+傳輸?shù)哪芰块撝?。機(jī)理研究表明，這種干預(yù)不僅加速了電極/電解質(zhì)界面上的Li+傳輸，還催化了富含 LiF 的 CEI 層的形成。達(dá)到的效果是，單晶 NMC83 陰極在 0.1C 和 0.5C 下分別表現(xiàn)出約 209 mAh g-1和 192 mAh g-1的高倍率放電比容量。堅(jiān)固的 CEI 層減輕寄生反應(yīng)，大幅提高循環(huán)壽命，在 1C 電流密度下循環(huán) 300 次后，容量保持率從 46.1% 提高到 88.2%。據(jù)我們所知，這款TEP基電解液已經(jīng)超越了大多數(shù)其他已報(bào)道的研究。這項(xiàng)工作強(qiáng)調(diào)了溶解鞘工程對(duì)單晶陰極界面動(dòng)力學(xué)的變革性影響，為更耐用、更高效的儲(chǔ)能解決方案鋪平了道路。

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285524010280

3. 深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張黔玲教授團(tuán)隊(duì)在材料領(lǐng)域頂尖期刊Nano-Micro Letters（影響因子31.6，中科院JCR 1區(qū)，TOP期刊）發(fā)表了題為“Sulfolane?Based Flame?Retardant Electrolyte for High?Voltage Sodium?Ion Batteries”的研究論文。該團(tuán)隊(duì)碩士生何鉉龍為論文第一作者，深圳大學(xué)張黔玲教授、胡江濤副教授、有研（廣東）新材料技術(shù)研究院肖必威教授為該論文共同通訊作者，深圳大學(xué)為第一作者單位和第一通訊單位。

該工作報(bào)道了通過(guò)將高抗氧化性環(huán)丁砜溶劑與非溶劑稀釋劑1H、1H、5H-八氟戊基-1、1、2、2-四氟乙醚摻入來(lái)制備局部高濃度電解質(zhì)，設(shè)計(jì)的電解質(zhì)形成富含S和N物質(zhì)的高度穩(wěn)定和堅(jiān)固的CEI，在4.2 V高壓測(cè)試期間為O3型層狀氧化物NaNMF陰極提供有效保護(hù)。此外，它還有效抑制電解質(zhì)分解、過(guò)渡金屬溶解和層狀氧化物材料的結(jié)構(gòu)重構(gòu)。此外，不易燃的性質(zhì)提高了SIB的安全性。通過(guò)使用環(huán)丁砜基電解質(zhì)，Na||NaNMF電池在1 C時(shí)表現(xiàn)出令人印象深刻的130.82 mAh g-1可逆容量，同時(shí)在300次循環(huán)后保持令人印象深刻的79.48%容量保持率。此外，即使在2 C的高放電條件下，在承受400次循環(huán)后，容量保持率仍然非常高，為81.15%。本研究戰(zhàn)略性地采用高度抗氧化化合物環(huán)丁砜，通過(guò)優(yōu)化Na+的溶劑化結(jié)構(gòu)以及陰極與電解質(zhì)之間的界面，提高O3型層狀氧化物陰極在高壓下的穩(wěn)定性。此外，它還為在SIB中利用環(huán)丁砜基電解質(zhì)提供了有價(jià)值的見(jiàn)解。

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https://doi.org/10.1007/s40820-024-01546-7

4. 深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張黔玲教授團(tuán)隊(duì)在材料領(lǐng)域頂尖期刊Small（影響因子13.0，中科院JCR 2區(qū)，TOP期刊）發(fā)表了題為“In Situ Formed Continuous and Dense Inorganic Borate-Based SEI for High-Performance Li-Metal Batteries”的研究論文。該團(tuán)隊(duì)碩士研究生劉鈺瀅為論文第一作者，張黔玲、胡江濤、楊旭明、葉盛華，潘鋒為該論文共同通訊作者，深圳大學(xué)為第一作者單位和第一通訊單位。

在本研究中，一種先進(jìn)的電解質(zhì)使用三種鹽溶解在碳酸鹽溶劑的組合被開(kāi)發(fā)。鹽陰離子主導(dǎo)原生溶劑化鞘層，導(dǎo)致Li+與溶劑之間的弱相互作用，并在原位形成富無(wú)機(jī)雙層固體電解質(zhì)界面（SEI）。在所設(shè)計(jì)的電解質(zhì)中，具有高負(fù)載NMC陰極（約20 mg cm- 2）的LMB具有高循環(huán)穩(wěn)定性，在4.5 V的截止電壓下，200次循環(huán)后的容量保持率為89.89%。低溫透射電鏡表征（Cryo-TEM）和密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，硼酸鹽基雙層SEI具有異常致密的結(jié)構(gòu)，有效地抑制了鋰枝晶的生長(zhǎng)，并證明了無(wú)機(jī)成分的連續(xù)性和致密性在SEI中起著至關(guān)重要的作用，其重要性超過(guò)了吸收和遷移能壘。這種對(duì)SEI結(jié)構(gòu)的深刻理解對(duì)于推進(jìn)高穩(wěn)定LMB的發(fā)展具有巨大的潛力，并且可以擴(kuò)展到其他電池系統(tǒng)。

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https://doi.org/10.1002/smll.202406400

5. 深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張黔玲教授團(tuán)隊(duì)在材料領(lǐng)域頂尖期刊Small（影響因子13.0，中科院JCR2區(qū)，TOP期刊）發(fā)表了題為“Ultra-thin and Mechanically Stable LiCoO2-Electrolyte Interphase Enabled by Mg2+ Involved Electrolyte”的研究論文。該團(tuán)隊(duì)碩士研究生劉珮和黃濤為論文共同第一作者，深圳大學(xué)胡江濤副教授為該論文通訊作者。

在該項(xiàng)工作中，通過(guò)加入Mg(TFSI)2作為電解質(zhì)添加劑，構(gòu)建具有物理和化學(xué)穩(wěn)定性的正極-電解質(zhì)界面（MCEI）。在電池活化過(guò)程中，MCEI在LCO表面快速生長(zhǎng)形成，并在長(zhǎng)期循環(huán)過(guò)程中始終保持2 nm的厚度。通過(guò)系列高分辨測(cè)試表征，Mg不僅僅參與了MCEI的形成和構(gòu)建，而且能夠嵌入LCO的表面晶格。因此，這種超薄且機(jī)械穩(wěn)定 的MCEI能夠顯著抑制界面副反應(yīng)、表面相重構(gòu)、顆粒開(kāi)裂、鈷溶解，使得Li||LCO紐扣電池在4.5 V充電截止電壓下循環(huán)200次后容量保留88.13%，Ah級(jí)Graphite||LCO軟包電池300次循環(huán)后容量保留90.4%。

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https://doi.org/10.1002/smll.202311520

6. 深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張黔玲教授團(tuán)隊(duì)在材料領(lǐng)域頂尖期刊Chinese Chemical Letters（影響因子6.78，中科院JCR1區(qū)）發(fā)表了題為“Cost-effective natural graphite reengineering technology for lithium ion batteries”的研究論文。該團(tuán)隊(duì)碩士研究生劉珮和黃濤為論文共同第一作者，胡江濤、張黔玲、劉劍洪為該論文通訊作者。

在該項(xiàng)工作中，開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)特的多功能液態(tài)聚丙烯腈（LPAN）作為碳源，用于天然石墨（NGT）的回收。利于LPAN聚合物的多官能團(tuán)結(jié)構(gòu)，在一次NGT顆粒表面形成一層致密的包覆層，對(duì)碳化后的缺陷進(jìn)行表面改性和修復(fù)，構(gòu)建出具有低表面積/高振實(shí)密度的二次石墨顆粒。該材料在首次放電比容量（400.33mAh/g）和半電池庫(kù)倫效率（92.07%）上表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能。與NMC532（Ni:Mn:Co = 5:3:2）陰極組裝全電池表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)性能，在1C電流密度下循環(huán)500圈，其容量保持率為84.32%。

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https://doi.org/10.1016/j.cclet.2023.108330

7. 深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張黔玲教授團(tuán)隊(duì)在期刊ACS Applied Materials & Interfaces（影響因子8.3，中科院JCR2區(qū)，TOP期刊）上發(fā)表了題為“Structural Regulation Enables High Interfacial Functionality for Ni-Rich Single-Crystalline Cathodes”的論文。該團(tuán)隊(duì)碩士研究生劉珮和魏浩然為共同第一作者，張黔玲和胡江濤為共同通訊作者。深圳大學(xué)為唯一作者單位和唯一通訊單位。

本工作通過(guò)摻雜Y元素抑制了單晶富鎳層狀正極材料的晶格氧釋放，構(gòu)建了均勻的CEI層，有效防止了循環(huán)過(guò)程中從表面到體相的嚴(yán)重結(jié)構(gòu)降解。該技術(shù)的亮點(diǎn)在于摻雜Y后的SC-NMC83陰極材料通過(guò)強(qiáng)Y-O鍵穩(wěn)定了結(jié)構(gòu)，SC-NMC83-Y表現(xiàn)出更強(qiáng)的可逆性，并有更加均勻的CEI層。通過(guò)Y的摻入，拓寬了Li+在正極材料中的擴(kuò)散路徑，提高了鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)，降低了鋰離子的遷移能壘，成功的將鋰離子的遷移能壘從0.67 eV降低至0.36 eV。其中SC-NMC83-Y的ICOHP值為-2.329，低于SC-NMC83的-2.181，表明YO6的鍵強(qiáng)強(qiáng)于NiO6。這項(xiàng)工作對(duì)Y摻雜的深入理解有助于設(shè)計(jì)出穩(wěn)定的高鎳單晶NMC正極材料，用于高能、高安全性鋰電池。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1021/acsami.4c10398

8. 深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院張黔玲教授團(tuán)隊(duì)在物理化學(xué)領(lǐng)域期刊The Journal of Physical Chemistry Letters（影響因子4.9，中科院JCR 2區(qū)）發(fā)表了題為“Lithiation Depth Regulation of Silicon Anodes toward Excellent Stability”的研究論文。深圳大學(xué)楊旭明助理教授和研究生湯晟睿為論文第一作者，張黔玲、劉劍洪以及南方科技大學(xué)谷猛副教授為該論文共同通訊作者，深圳大學(xué)為第一作者單位和第一通訊單位。

硅（Si）是下一代高能量密度鋰離子電池負(fù)極材料的理想選擇，但其體積的顯著膨脹使其穩(wěn)定性難以達(dá)到令人滿意的程度。在此，作者證明了在測(cè)試期間，當(dāng)硅納米顆粒的鋰化深度控制在 2000 毫安時(shí)/克或更低時(shí)，未觀察到容量衰減；在合適的鋰化深度調(diào)節(jié)下，硅負(fù)極薄膜的斷裂得到了很好的緩解，并且循環(huán)后的硅仍保持顆粒狀，而不會(huì)像完全鋰化時(shí)那樣變成絮狀。此外，在鋰化深度調(diào)節(jié)下形成的以氟化鋰為主的外層固態(tài)電解質(zhì)界面（SEI）比完全鋰化時(shí)形成的馬賽克型 SEI 更能鈍化硅負(fù)極并防止電解質(zhì)進(jìn)一步分解。調(diào)節(jié)鋰化深度被證明是解決緊迫體積問(wèn)題的可行方案，應(yīng)像材料層面的優(yōu)化一樣重視容量利用率的優(yōu)化。

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.4c01599

二、電催化方向

1、深圳大學(xué)張黔玲教授團(tuán)隊(duì)在期刊Angewandte Chemie Internatioal Edition上發(fā)表題為“Harnessing the Synergistic Interplay between Atomic-Scale Vacancies and Ligand Effect to Optimize the Oxygen Reduction Activity and Tolerance Performance”的研究論文，該論文并被評(píng)為Hot paper。共同第一作者為葉盛華研究員以及陳文達(dá)碩士，張黔玲、劉劍洪，北京大學(xué)教授顏學(xué)慶以及高能所研究員鄭黎榮是共同通訊作者。

該工作以石墨烯為導(dǎo)電基底負(fù)載低載量鉑納米顆粒，并采用異質(zhì)原子摻雜和缺陷工程策略，在鉑顆粒上進(jìn)行鎳摻雜并且同時(shí)構(gòu)建原子尺度缺陷，在鉑顆粒上同時(shí)引入配體效應(yīng)與應(yīng)變效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，配體效應(yīng)提升了鉑顆粒的ORR催化活性，應(yīng)變效應(yīng)有效提高了催化劑的及一氧化碳和甲醇的耐受性能。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202414989

2、深圳大學(xué)張黔玲教授團(tuán)隊(duì)在期刊Advanced Functional Materials上發(fā)表題為“Electron Donor–Acceptor Activated Single Atomic Sites for Boosting Oxygen Reduction Reaction”的研究論文，深圳大學(xué)葉盛華研究員、中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院張丹彤博士是共同第一作者，深圳大學(xué)劉劍洪和張黔玲教授、北京大學(xué)顏學(xué)慶教授、電子科技大學(xué)（深圳）高等研究院薛冬峰教授以及中科院高能物理研究所鄭黎榮研究員為共同通訊作者。

該工作合成了鐵納米顆粒@碳納米管負(fù)載的錳、鐵雙單原子位點(diǎn)催化劑，并證明了在碳納米管壁上的Mn單原子位點(diǎn)與限域在碳納米管空腔內(nèi)的鐵納米顆粒存在電子授受作用，引起Mn單原子位點(diǎn)的姜-泰勒畸變，激活了Mn單原子位點(diǎn)的ORR活性。

論文鏈接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202405884

3、深圳大學(xué)張黔玲教授團(tuán)隊(duì)在期刊Chemical Engineering Journal上發(fā)表題為“Constructing Ru single-atomic sites through potential-induced self-reconstruction to accelerate electrocatalytic nitrate reduction for ammonia production”的研究論文，深圳大學(xué)曹慧群副教授和碩士研究生梁彬是共同第一作者，深圳大學(xué)葉盛華研究員、張黔玲教授和北京大學(xué)顏學(xué)慶教授為共同通訊作者。

通過(guò)電位誘導(dǎo)自重構(gòu)的方法實(shí)現(xiàn)氫氧化鈷上錨定Ru單原子位點(diǎn)，用作硝酸鹽還原制氨的催化劑。研究發(fā)現(xiàn)，堿式碳酸氫鈷前驅(qū)體在NO3-RR過(guò)程中會(huì)自發(fā)自重構(gòu)形成更穩(wěn)定的Co(OH)2，當(dāng)Ru摻雜在堿式碳酸氫鈷中能夠促進(jìn)自重構(gòu)的發(fā)生，形成Ru單原子與Co(OH)2的復(fù)合結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)顯著提升了NO3-RR制氨活性。有效提高了催化效率，為設(shè)計(jì)高性能NO3-RR制氨催化劑提供新的思路。

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724033709