01

用于可充电锂离子电池的高性能负极材料

斯坦福大学崔屹教授、北京大学潘锋教授及美国阿贡国家实验室Khalil Amine研究员（共同通讯）等人详细总结了高性能锂离子电池负极材料的最新研究进展与面临的挑战，以及它们在未来电动汽车与电网储能方面的应用。此外，重点比较了三种不同类型的负极材料的优缺点，即插层负极（石墨烯和Li4Ti5O12）、合金负极（Si、Sn、P等）、转换型负极（过渡金属氧化物）。最后，介绍了“圣杯”—锂金属负极面临的进展和挑战。这篇综述旨在让读者熟悉锂离子电池不同负极的前沿研究，并对当前的进展和挑战进行评估和总结。

Lu, J., Chen, Z., Pan, F. et al. High-Performance Anode Materials for Rechargeable Lithium-Ion Batteries. Electrochem. Energ. Rev. 1, 35-53 (2018). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0001-4

02

车用锂离子电池：现状和未来展望

美国阿贡国家实验室陆俊研究员联合加拿大滑铁卢大学陈忠伟教授（共同通讯）等人全面总结了锂离子电池（LIB）驱动的电动汽车的最新进展和挑战。首先，从市场、成本和关键要素资源方面对车用LIB进行了全面分析；然后，针对最先进的车用LIB正极包括LiMn2O4 (LMO)、LiFePO4 (LFP)、LiNi0.8Co0.15Al 0.05O2 (NCA) 和层状LiNi1-x-yMnyCozO2 (NMC) 进行了讨论，并总结了电动汽车大规模应用的障碍。最后，考虑当前到当前车用LIB（电池级350 Wh kg-1）的理论能量限制，评估和讨论了富镍NMC正极材料、硅基负极材料以及全固态电池 (SSB) 等高能量、高容量电池材料或创新电池化学，以用于下一代电动汽车。

Ding, Y., Cano, Z.P., Yu, A. et al. Automotive Li-Ion Batteries: Current Status and Future Perspectives. Electrochem. Energ. Rev. 2, 1-28 (2019). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0022-z

03

用于可充电锂电池的聚合物基复合电解质的最新进展

中科院化学研究所郭玉国研究员（通讯）等人对聚合物基复合电解质的最新进展进行了全面总结。聚合物基复合电解质是指含有有助于提高电池综合性能的基于聚合物的复合电解质，首先讨论了三种不同的复合聚合物基电解质（包括聚合物/液态混合电解质、聚合物/聚合物配位电解质和聚合物/无机复合电解质）的合成方法。然后讨论了进一步开发和克服关键问题（如低离子电导率以及热、机械和（电）化学稳定性）的各种策略。最后，展望了聚合物固态电解质和聚合物固态电解质基锂电池的未来发展。

Tan, SJ., Zeng, XX., Ma, Q. et al. Recent Advancements in Polymer-Based Composite Electrolytes for Rechargeable Lithium Batteries. Electrochem. Energ. Rev. 1, 113-138 (2018). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0011-2

04

锂硫电池结构设计：从基础研究到实际应用

中科院大连化学物理研究所张华民研究员联合加拿大西安大略大学孙学良教授（共同通讯）等人从工程应用的角度讨论了锂硫电池应用的合理结构设计和参数并给出了见解。首先系统分析了影响重量/体积能量密度和成本的各种参数（硫负载量、电解液/硫（E/S）比、放电容量、放电电压、Li过量百分比、硫含量等）。从107篇超过4 mg cm-2高硫负载量的出版物中收集的统计信息表明，容量输出、循环寿命和E/S比是限制锂硫电池实际应用的主要缺点，作者对此提供了潜在的策略，旨在解决上述问题。最后，讨论了锂硫电池工程应用的潜在方向和前景。

Yang, X., Li, X., Adair, K. et al. Structural Design of Lithium-Sulfur Batteries: From Fundamental Research to Practical Application. Electrochem. Energ. Rev. 1, 239-293 (2018). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0010-3

05

钠离子电池材料新进展

武汉大学曹余良教授（通讯）等人简要总结了钠离子电池（SIBs）电极材料的最新进展，包括各种有前景的正极（过渡金属氧化物、聚阴离子化合物和亚铁氰化物）和负极（碳基材料、金属氧化物/硫化物/磷化物和合金等）。此外，还讨论了钠存储机制、电化学性能增强、结构和成分优化、SIBs电极材料的挑战和前景。尽管前方可能面临巨大挑战，但随着材料创新和纳米技术的快速发展，以及工业界和学术界的持续关注，运行成本低、寿命长的钠离子电池将在不久的将来实现大规模储能应用的商业化。

Fang, Y., Xiao, L., Chen, Z. et al. Recent Advances in Sodium-Ion Battery Materials. Electrochem. Energ. Rev. 1, 294-323 (2018). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0008-x

06

碳复合材料作为金属-空气电池空气电极双功能电催化剂的综述

上海大学张久俊教授联合纽布伦斯威克大学Anna Ignaszak（共同通讯）等人从材料选择、合成方法、结构表征和电化学性能方面全面回顾了用于可充电金属-空气电池（MAB）的碳复合双功能催化剂，包括碳-碳/非金属/金属/氧化物/碳化物/氮化物等。与单一材料催化剂相比，复合催化剂对不同组分的结构和电化学性能具有协同作用，从而提高了MAB空气电极催化剂的ORR 和OER性能。作者综述和分析了催化过程的反应机理、碳存在下催化剂组分的相互作用、碳加入催化剂材料引起的协同效应，以及理化结构与催化性能之间的关系。最后总结了合成催化剂和制造空气电极的当前成就和挑战，提出了未来的研究方向，以加快该领域的研究和开发以克服挑战。

Wang, YJ., Fang, B., Zhang, D. et al. A Review of Carbon-Composited Materials as Air-Electrode Bifunctional Electrocatalysts for Metal-Air Batteries. Electrochem. Energ. Rev. 1, 1-34 (2018). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0002-3

07

钠离子电池电极材料：晶体结构和钠存储机制的考虑

悉尼科技大学汪国秀教授联合西班牙阿拉瓦科技园Michel Armand（共同通讯）等人总结了近年来新兴的钠离子电池储能化学的发展，重点是正负极材料的探索，强调了正极材料的晶体结构特征和负极材料的储钠机制。对于正极材料，五种不同类型晶体结构的材料已被广泛研究，包括层状过渡金属氧化物、聚阴离子磷酸盐、金属氟磷酸盐、NASICON型材料、普鲁士蓝类似物 (PBA) 等；负极材料包括含碳材料（硬碳、软碳、石墨烯和碳纳米纤维）、钠合金、过渡金属氧化物和硫化物。目前由于钠资源丰富，钠离子电池正成为比锂离子电池更有前途的高能电池。除了成本低，钠离子电池的商业化还应考虑可制造性和生产率。

Wang, T., Su, D., Shanmukaraj, D. et al. Electrode Materials for Sodium-Ion Batteries: Considerations on Crystal Structures and Sodium Storage Mechanisms. Electrochem. Energ. Rev. 1, 200-237 (2018). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0009-9

08

钾离子电池正极材料：现状与展望

澳大利亚伍伦贡大学郭再萍教授、毛剑锋（共同通讯）等人回顾了钾离子电池（PIBs）正极材料（如Fe、Mn、Co 和V及其配合物的氧化还原对、有机正极等）的最新进展，从PIBs的重要性、配置和储能原理开始，然后详细关注正极的氧化还原反应及其组成、结构、电化学特性，以及提高其性能的策略。此外，总结和讨论了通过提高结晶度、使用缓冲材料和导电基质、设计纳米结构、优化电解液和选择粘结剂来改善正极材料电化学性能的策略。最后，提供了这些材料的挑战和前景，以指导PIB正极材料的未来发展。

Zhang, Q., Wang, Z., Zhang, S. et al. Cathode Materials for Potassium-Ion Batteries: Current Status and Perspective. Electrochem. Energ. Rev. 1, 625-658 (2018). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0023-y

09

用于能量存储和转换的MOF及其衍生材料

南开大学卜显和教授、周震教授（共同通讯）等人总结了金属有机骨架（MOFs）及其衍生材料在包括锂基电池（锂离子电池、锂硫电池和锂氧电池）、钠离子电池、超级电容器、燃料电池和太阳能电池在内的能量存储和转换系统中的应用。MOFs及其衍生材料由于具有高表面积、大孔体积和可调孔隙率的可控结构，在能量存储和转换领域显示出巨大的潜力，为具有更好电化学性能的新型材料的设计和合成提供了有希望的机会。然而，在MOF的合成和热解过程方面仍有很多需要改进的地方。因此，需要进一步研究MOF以开发用于能量存储和转换系统的先进材料。

Zhang, X., Chen, A., Zhong, M. et al. Metal-Organic Frameworks (MOFs) and MOF-Derived Materials for Energy Storage and Conversion. Electrochem. Energ. Rev. 2, 29-104 (2019). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0024-x

10

水电解电催化剂的最新进展

上海大学张久俊教授、赵宏滨教授（共同通讯）等人回顾和总结了水电解相关的基础知识，重点介绍了非贵金属基电催化剂在碱性电解、固体氧化物电解和质子交换膜电解中的发展和进展。此外，提供了对当前可用的各种催化剂的批判性分析，给出了在三种不同的水电解技术中用于提高HERs和OERs的贵金属基和非贵金属基催化剂电催化性能的策略及挑战。为了促进未来的研究和开发，本文提供了几个可能的研究方向来克服这些挑战，包括开发简便低成本的新合成方法、催化机制的基本理解、聚合物膜电解和固体氧化物电解中非贵金属基催化剂的开发等。

Khan, M.A., Zhao, H., Zou, W. et al. Recent Progresses in Electrocatalysts for Water Electrolysis. Electrochem. Energ. Rev. 1, 483-530 (2018). https://doi.org/10.1007/s41918-018-0014-z