原文链接：https://doi.org/10.1126/science.aan8285
2、Nano Letters| Wrinkled Graphene Cages as Hosts for High-Capacity Li Metal Anodes Shown by Cryogenic Electron Microscopy（低温电子显微镜显示褶皱石墨烯笼作为高容量锂金属阳极的主体）
锂（Li）金属长期以来一直被认为是电池阳极化学的圣杯，但由于其化学反应活性高和体积波动大，分别受到效率低和安全性差的困扰。在这里，研究者介绍了一种用于 Li 金属的新的褶皱石墨烯笼（WGC）。与最近报道的无定形碳球不同， WGC 显示出高度改善的机械稳定性，更好的锂离子电导率和出色的固体电解质界面（SEI），可提供持续坚固的锂金属保护。在低区域容量下，锂金属优先沉积在石墨烯笼内。低温电子显微镜表征表明，在 WGC 表面上形成了均匀且稳定的 SEI ，可以保护 Li 金属免于直接暴露于电解质中。随着面容量的增加，锂金属被密集且均匀地镀覆在石墨烯笼之间的外部孔隙中，而没有枝晶生长或体积变化。结果，在商用碳酸盐电解质中，在 0.5 mA/cm2 和1-10 mAh/cm2 下可实现 98.0％ 的高库仑效率（CE），而在 0.5 mA/cm2 和 3 mAh/cm2 的高浓度电解质下可实现 99.1％ 的 CE 。预处理 Li 与磷酸锂铁配合使用的 WGC 电极的全电池显示出大大提高的循环寿命。沉积 10 mAh/cm2 的 Li 金属， WGC/Li 复合阳极能够提供~2785 mAh/g 的高比容量。通过其卷对卷兼容的制造程序， WGC 成为在下一代高能量密度二次电池中实际实现锂金属阳极的极有前途的材料。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b04906
3、Nano Letters| Evolution of the Solid–Electrolyte Interphase on Carbonaceous Anodes Visualized by Atomic-Resolution Cryogenic Electron Microscopy（原子分辨低温电子显微镜观察碳质阳极上固体电解质界面的演化）
现代锂离子电池的稳定性主要取决于有效的固态电解质界面（SEI），由于电解质的还原，钝化层在碳质负极上形成。然而，由于难以表征这种敏感的界面的结构和化学性质，因此对 SEI 如何随着电池老化而演化的纳米级认识仍然受到限制。在这项工作中，研究者使用低温透射电子显微镜（cryo-TEM）在炭黑负极上成像 SEI，并跟踪其在循环过程中的演变。研究者发现，一个薄的，主要为非晶态的 SEI 在第一个循环中成核，并在进一步循环后进一步演变为两种不同的 SEI 形态之一：（1）具有高浓度的无机成分的紧凑的 SEI，其可有效钝化负极；（2）跨越数百纳米的扩展 SEI。这种扩展的 SEI 在缺少致密 SEI 且主要由碳酸烷基酯组成的颗粒上生长。观察到的 SEI 形态的多样性表明 SEI 的生长是一个高度异质的过程。这些独特的SEI形态的同时出现凸显了 SEI 有效钝化的必要性，因为大规模扩展的 SEI 生长会对锂离子传输产生负面影响，导致容量损失，并可能加速电池故障。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.9b01515
4、ACS Central Science| Amidoxime-Functionalized Macroporous Carbon Self-Refreshed Electrode Materials for Rapid and High-Capacity Removal of Heavy Metal from Water（偕胺肟功能化多孔碳自修复电极材料，用于快速、高效去除水中重金属）
重金属污染仍然是全球关注的最严重的环境问题之一。本文报道了一种基于胺肟官能化的大孔碳电极材料的快速、高容量、经济、深度清洗重金属离子的方法。与传统方法不同，该材料的活性位点在电化学去除过程中可以自动更新。这项工作中的新型过滤器设备可以非常迅速地净化污水（3000 L h-1m-2），并且可以在很短的接触时间（仅3 s）内将重金属离子的浓度降低到 5 ppb 以下。设备连续运行一周后，仍能保持设备原有的处理效率。与基于表面吸附的商用过滤器相比，可以实现 2300 mg/g 的极高去除能力，效率高 2-3 个数量级，而不会出现任何衰减。此外，这种方法所消耗的能源成本每吨废水低于 6.67×10-3 美元。研究者设想该方法可以常规应用于从生活废水和工业废水中快速、有效和彻底地去除重金属。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acscentsci.9b00130
5、Advanced Functional Materials| A Water Stable, Near‐Zero‐Strain O3‐Layered Titanium‐Based Anode for Long Cycle Sodium‐Ion Battery（用于长循环钠离子电池的水稳定性近零应变钛基 O3 层状阳极）
化学计量为 NaxMO2（M = TM）的层状过渡金属氧化物（TM）在钠离子电池（SIB）中显示出了广阔的前景；但是，它们对水分极为敏感。迄今为止，大多数报道的钛基层状阳极表现出 P2 型结构。相反，O3 型化合物很少研究，并且由于其不稳定 Ti3 的百分比高于 P2 型，因此其合成具有挑战性。在这里，在 SIB 中成功地提出了具有纯相和高度结晶的 O3 型 Na0.73Li0.36Ti0.73O2。该材料的可逆容量为108 mAh g-1，相对于 Na/Na 而言，稳定且安全的电势为 0.75 V。原位 X 射线衍射显示该材料没有发生任何相变，并且在 Na 插入/脱出后表现出几乎为零的体积变化，从而确保了超过 6000 次循环的超长循环寿命。重要的是，发现该 O3 型 Na0.73Li0.36Ti0.73O2 即使浸入水中也显示出优异的水稳定性，优于大多 SIB 中的常规层状 TM 氧化物。认为是较小的夹层距离和较高的夹层空位占有率保证了这种前所未有的水稳定性。
