一、鋰離子電池方向

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

在該項工作提出了一種創新的雙層電極結構設計。通過采用不同尺寸的LiNi0.83Mn0.12Co0.05O2（NMC83）材料構建雙層電極結構，其中底層由大顆粒（11.3 μm），頂層由小顆粒（4.5 μm）組成，在經過充分浸潤后，電極內部電解液濃度分布均勻。在充電過程中，由于鋰離子擴散速度差異（VL<<VS），充電開始時小顆粒中的鋰離子快速擴散到電解液中，而大顆粒中的鋰離子擴散速度相對較慢。因此，電極內部形成濃度梯度，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，小顆粒與電解液充分接觸，根據菲克定律，高濃度的鋰離子能夠快速擴散到電解液中，充電過程中消除了濃差極化。這種創新的雙層電極結構設計，構建了快速的電解液浸潤和鋰離子擴散通道，有效緩解了厚電極中的濃差極化問題。

論文鏈接：

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

2. 深圳大學化學與環境工程學院張黔玲教授團隊在材料領域頂尖期刊Nano Energy（影響因子16.8，中科院JCR 1區）發表了題為“Ultra-high rate performance of single-crystalline NMC cathodes enabled by a TEP-based electrolyte”的研究論文。該團隊碩士研究生陳伶俐為論文第一作者，張黔玲、胡江濤、北京大學潘鋒教授、有研（廣東）新材料技術研究院肖必威教授為該論文通訊作者，深圳大學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）優化 Li+溶解環境，降低配位數并降低Li+傳輸的能量閾值。機理研究表明，這種干預不僅加速了電極/電解質界面上的Li+傳輸，還催化了富含 LiF 的 CEI 層的形成。達到的效果是，單晶 NMC83 陰極在 0.1C 和 0.5C 下分別表現出約 209 mAh g-1和 192 mAh g-1的高倍率放電比容量。堅固的 CEI 層減輕寄生反應，大幅提高循環壽命，在 1C 電流密度下循環 300 次后，容量保持率從 46.1% 提高到 88.2%。據我們所知，這款TEP基電解液已經超越了大多數其他已報道的研究。這項工作強調了溶解鞘工程對單晶陰極界面動力學的變革性影響，為更耐用、更高效的儲能解決方案鋪平了道路。

論文鏈接：

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

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

該工作報道了通過將高抗氧化性環丁砜溶劑與非溶劑稀釋劑1H、1H、5H-八氟戊基-1、1、2、2-四氟乙醚摻入來制備局部高濃度電解質，設計的電解質形成富含S和N物質的高度穩定和堅固的CEI，在4.2 V高壓測試期間為O3型層狀氧化物NaNMF陰極提供有效保護。此外，它還有效抑制電解質分解、過渡金屬溶解和層狀氧化物材料的結構重構。此外，不易燃的性質提高了SIB的安全性。通過使用環丁砜基電解質，Na||NaNMF電池在1 C時表現出令人印象深刻的130.82 mAh g-1可逆容量，同時在300次循環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次循環后，容量保持率仍然非常高，為81.15%。本研究戰略性地采用高度抗氧化化合物環丁砜，通過優化Na+的溶劑化結構以及陰極與電解質之間的界面，提高O3型層狀氧化物陰極在高壓下的穩定性。此外，它還為在SIB中利用環丁砜基電解質提供了有價值的見解。

論文鏈接：

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

4. 深圳大學化學與環境工程學院張黔玲教授團隊在材料領域頂尖期刊Small（影響因子13.0，中科院JCR 2區，TOP期刊）發表了題為“In Situ Formed Continuous and Dense Inorganic Borate-Based SEI for High-Performance Li-Metal Batteries”的研究論文。該團隊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，深圳大學為第一作者單位和第一通訊單位。

在本研究中，一種先進的電解質使用三種鹽溶解在碳酸鹽溶劑的組合被開發。鹽陰離子主導原生溶劑化鞘層，導致Li+與溶劑之間的弱相互作用，并在原位形成富無機雙層固體電解質界面（SEI）。在所設計的電解質中，具有高負載NMC陰極（約20 mg cm- 2）的LMB具有高循環穩定性，在4.5 V的截止電壓下，200次循環后的容量保持率為89.89%。低溫透射電鏡表征（Cryo-TEM）和密度泛函理論（DFT）計算表明，硼酸鹽基雙層SEI具有異常致密的結構，有效地抑制了鋰枝晶的生長，并證明了無機成分的連續性和致密性在SEI中起著至關重要的作用，其重要性超過了吸收和遷移能壘。這種對SEI結構的深刻理解對于推進高穩定LMB的發展具有巨大的潛力，并且可以擴展到其他電池系統。

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

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

在該項工作中，通過加入Mg(TFSI)2作為電解質添加劑，構建具有物理和化學穩定性的正極-電解質界面（MCEI）。在電池活化過程中，MCEI在LCO表面快速生長形成，并在長期循環過程中始終保持2 nm的厚度。通過系列高分辨測試表征，Mg不僅僅參與了MCEI的形成和構建，而且能夠嵌入LCO的表面晶格。因此，這種超薄且機械穩定 的MCEI能夠顯著抑制界面副反應、表面相重構、顆粒開裂、鈷溶解，使得Li||LCO紐扣電池在4.5 V充電截止電壓下循環200次后容量保留88.13%，Ah級Graphite||LCO軟包電池300次循環后容量保留90.4%。

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

6. 深圳大學化學與環境工程學院張黔玲教授團隊在材料領域頂尖期刊Chinese Chemical Letters（影響因子6.78，中科院JCR1區）發表了題為“Cost-effective natural graphite reengineering technology for lithium ion batteries”的研究論文。該團隊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。

在該項工作中，開發了一種獨特的多功能液態聚丙烯腈（LPAN）作為碳源，用于天然石墨（NGT）的回收。利于LPAN聚合物的多官能團結構，在一次NGT顆粒表面形成一層致密的包覆層，對碳化后的缺陷進行表面改性和修復，構建出具有低表面積/高振實密度的二次石墨顆粒。該材料在首次放電比容量（400.33mAh/g）和半電池庫倫效率（92.07%）上表現出優異的電化學性能。與NMC532（Ni:Mn:Co = 5:3:2）陰極組裝全電池表現出優異的循環性能，在1C電流密度下循環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. 深圳大學化學與環境工程學院張黔玲教授團隊在期刊ACS Applied Materials & Interfaces（影響因子8.3，中科院JCR2區，TOP期刊）上發表了題為“Structural Regulation Enables High Interfacial Functionality for Ni-Rich Single-Crystalline Cathodes”的論文。該團隊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。深圳大學為唯一作者單位和唯一通訊單位。

本工作通過摻雜Y元素抑制了單晶富鎳層狀正極材料的晶格氧釋放，構建了均勻的CEI層，有效防止了循環過程中從表面到體相的嚴重結構降解。該技術的亮點在于摻雜Y后的SC-NMC83陰極材料通過強Y-O鍵穩定了結構，SC-NMC83-Y表現出更強的可逆性，并有更加均勻的CEI層。通過Y的摻入，拓寬了Li+在正極材料中的擴散路徑，提高了鋰離子的擴散系數，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的鍵強強于NiO6。這項工作對Y摻雜的深入理解有助于設計出穩定的高鎳單晶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. 深圳大學化學與環境工程學院張黔玲教授團隊在物理化學領域期刊The Journal of Physical Chemistry Letters（影響因子4.9，中科院JCR 2區）發表了題為“Lithiation Depth Regulation of Silicon Anodes toward Excellent Stability”的研究論文。深圳大學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谷猛副教授為該論文共同通訊作者，深圳大學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極材料的理想選擇，但其體積的顯著膨脹使其穩定性難以達到令人滿意的程度。在此，作者證明了在測試期間，當硅納米顆粒的鋰化深度控制在 2000 毫安時/克或更低時，未觀察到容量衰減；在合適的鋰化深度調節下，硅負極薄膜的斷裂得到了很好的緩解，并且循環后的硅仍保持顆粒狀，而不會像完全鋰化時那樣變成絮狀。此外，在鋰化深度調節下形成的以氟化鋰為主的外層固態電解質界面（SEI）比完全鋰化時形成的馬賽克型 SEI 更能鈍化硅負極并防止電解質進一步分解。調節鋰化深度被證明是解決緊迫體積問題的可行方案，應像材料層面的優化一樣重視容量利用率的優化。

論文鏈接：

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

二、電催化方向

1、深圳大學張黔玲教授團隊在期刊Angewandte Chemie Internatioal Edition上發表題為“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，該論文并被評為Hot paper。共同第一作者為葉盛華研究員以及陳文達碩士，張黔玲、劉劍洪，北京大學教授顏學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電基底負載低載量鉑納米顆粒，并采用異質原子摻雜和缺陷工程策略，在鉑顆粒上進行鎳摻雜并且同時構建原子尺度缺陷，在鉑顆粒上同時引入配體效應與應變效應。實驗結果表明，配體效應提升了鉑顆粒的ORR催化活性，應變效應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、深圳大學張黔玲教授團隊在期刊Advanced Functional Materials上發表題為“Electron Donor–Acceptor Activated Single Atomic Sites for Boosting Oxygen Reduction Reaction”的研究論文，深圳大學葉盛華研究員、中國科學院深圳先進技術研究院張丹彤博士是共同第一作者，深圳大學劉劍洪和張黔玲教授、北京大學顏學慶教授、電子科技大學（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@碳納米管負載的錳、鐵雙單原子位點催化劑，并證明了在碳納米管壁上的Mn單原子位點與限域在碳納米管空腔內的鐵納米顆粒存在電子授受作用，引起Mn單原子位點的姜-泰勒畸變，激活了Mn單原子位點的ORR活性。

論文鏈接：

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

3、深圳大學張黔玲教授團隊在期刊Chemical Engineering Journal上發表題為“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，深圳大學葉盛華研究員、張黔玲教授和北京大學顏學慶教授為共同通訊作者。

通過電位誘導自重構的方法實現氫氧化鈷上錨定Ru單原子位點，用作硝酸鹽還原制氨的催化劑。研究發現，堿式碳酸氫鈷前驅體在NO3-RR過程中會自發自重構形成更穩定的Co(OH)2，當Ru摻雜在堿式碳酸氫鈷中能夠促進自重構的發生，形成Ru單原子與Co(OH)2的復合結構，該結構顯著提升了NO3-RR制氨活性。有效提高了催化效率，為設計高性能NO3-RR制氨催化劑提供新的思路。

論文鏈接：

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