18年還想發鋰硫電池正極相關論文的無力感。

18年還想發鋰硫電池正極相關論文的無力感。

來自專欄能源材料(主電池)相關5 人贊了文章

今天我們就以2018年3篇中上檔次的期刊上的鋰硫論文為例,僅從合成正極材料(不考慮E/S比,商用化,鋰負極,電解液安全性等角度)來看 18年還想發鋰硫電池是多麼的不易。

Elsevier的雜誌普遍發刊年要比實際年份提前,請不要太在意。

其中他們的通訊作者第一篇是悉尼科技大學的汪國秀,第二篇第三篇不太熟通訊作者,但單位分別是新加坡科技與設計大學,和西安交通大學。

節選論文分別是Xu J, Zhang W, Fan H, et al. Promoting Lithium Polysulfide/sulfide Redox Kinetics by the Catalyzing of Zinc Sulfide for High Performance Lithium-Sulfur Battery[J]. Nano Energy, 2018, 51 :73-83.

Huang S, Von Lim Y, Zhang X, et al. Regulating the Polysulfide Redox Conversion by Iron Phosphide Nanocrystals for High-Rate and Ultrastable Lithium-Sulfur Battery[J]. Nano Energy, 2018, 51 :340-348.

Wang Y, Zhang R, Pang Y, et al. Carbon@ titanium nitride dual shell nanospheres as multi-functional hosts for lithium sulfur batteries[J]. Energy Storage Materials, 2019, 16: 228-235.

這三篇材料都是典型的做無機物正極硫宿主材料的文章,分別用的是硫化物,磷化物,氮化物。可以說,純硫碳和氧化物已經是要入刑了,當然,還有比較火的碳化物可以做。以及年初的一篇文章用分子簇化合物來做的。

首先我們來歸納三篇文獻都有的東西。三篇文獻均使用了張強老師發展的對稱電池和恆電勢沉積方法,可以說這兩個方法以後會成為鋰硫電池高水平論文的常規測試了。

Promoting Lithium Polysulfide/sulfide Redox Kinetics by the Catalyzing of Zinc Sulfide for High Performance Lithium-Sulfur Battery

Regulating the Polysulfide Redox Conversion by Iron Phosphide Nanocrystals for High-Rate and Ultrastable Lithium-Sulfur Battery

Carbon@ titanium nitride dual shell nanospheres as multi-functional hosts for lithium sulfur batteries

其次二者,都做了材料的靜態吸附的XPS和紫外,這個勢必也會成為評估鋰硫電池的常規測試之一。

Promoting Lithium Polysulfide/sulfide Redox Kinetics by the Catalyzing of Zinc Sulfide for High Performance Lithium-Sulfur Battery

Carbon@ titanium nitride dual shell nanospheres as multi-functional hosts for lithium sulfur batteries

第三,這三篇至少都從能量角度DFT計算了材料對多硫化物的結合能進行了相應的解釋。

Promoting Lithium Polysulfide/sulfide Redox Kinetics by the Catalyzing of Zinc Sulfide for High Performance Lithium-Sulfur Battery

第四,這三篇文章分別有自己獨特的「測試」或者「計算」引入

比如第一篇汪國秀的文章,他沒有用傳統的吸附能來解釋這個動力學變化問題,而是做了動力學方面的反應能壘的計算。

再比如第二篇文章,他做了原位拉曼和原位XRD

Regulating the Polysulfide Redox Conversion by Iron Phosphide Nanocrystals for High-Rate and Ultrastable Lithium-Sulfur Battery

第三篇,他利用Li2S和宿主做成電極,測半電池,通過Li2S電化學氧化的過電勢來判斷宿主是否有電催化性能,以及引入了電催化里常見的Tafel斜率測試來判斷是否有電催化活性。

Carbon@ titanium nitride dual shell nanospheres as multi-functional hosts for lithium sulfur batteries

然後就是性能,這三位性能都不差,分別做到了硫擔載7.1 mg/cm2 0.2C 200圈 3.5mg/cm2 1C 200圈 4.2mg/cm2 0.2C 150圈

從左到右從上至下,分別對應於1,2,3論文

要我說,這三篇論文,放在16甚至17年,發個AM或者JACS甚至都是有可能的,但是對不起,18年這個節點,就只能發Nano energy這個水平了(你問這個期刊什麼定位?我只能告訴你業界認為稍微不如Adv. Funct. Mater.)

整體趨勢,做鋰硫電池材料的文章,趨勢就是廣而全,要做更多的「常規測試」,要做最次最次一個DFT計算,要做更多的「與眾不同的測試」,要做更多的「原位」測試,或者是把benchmark做到無人能敵(從sulfur loading ,areal capacity,energy density,E/S比,cycle數,以及鋰負極的保護)這些角度下手。否則,你就靠那點真-常規測試,還有那其實算不上多出色的性能,你是肯定發不到nano energy更高的檔次的期刊的。除非,你家大老闆姓樓,可您配嗎?

有人問我,鋰硫電池涼了沒,這個節點還要不要做鋰硫?花這麼多代價才發一篇Nano energy你如果覺得心裡還是很開心的話,說明你真的喜歡研究鋰硫電池,那你就繼續做吧,這個方向肯定還有可以挖的東西,就是沒那麼容易輕易發高IF文章了。


推薦閱讀:

哪些類別服裝化學物質易超標
鈣鈦礦太陽能電池-原理及未來
你真懂表揚?不同孩子,跟「表揚」發生的「化學反應」不一樣
文化學者、書法家王川談儒家和道家的作用
中國先秦時期金屬兵器的化學研究

TAG:化學 | 自然科學 | 論文 |