1AM：通过界面稳定和能带结构修饰实现4.7V超高压LiCoO2钴酸锂（LCO）因其高体积能量密度而被广泛应用于便携式设备的锂离子电池中，其一般充电电压为4.3V。如果将LCO的截止电压从4.3V提高到4.7V，其比容量将从150 mAh g-1提高到230 mAh g-1，显著提高53%。然而，LCO存在H1-3/O1相变、正极和电解质之间的界面不稳定以及在4.7V时发生不可逆的氧氧化反应等严重问题。图1. MNP-LCO的合成和表征中科院深圳先进技术研究院成会明院士、清华大学深圳国际研究生院周光敏副教授等提出了界面稳定化和能带结构修饰来增强LCO的晶体结构，以使LCO在4.7 V的超高压下稳定循环。具体而言，这项工作开发了Mg的组合梯度掺杂、Li层中Ni的均匀掺杂以及均匀的LiMgxNi1-xPO4涂层，其改变了LCO的体相和表面的结构。第一原理计算揭示了掺杂机制和修饰的能带结构，从而解释了Mg、Ni和P改性的LCO（MNP-LCO）的电荷缺失被抑制和循环稳定性的提高。结果，MNP-LCO在4.7V的电压下显示出良好的循环稳定性和倍率性能。图2. 裸LCO和MNP-LCO的电化学特性为研究MNP-LCO在高电压下稳定性提高的原因，作者进一步进行了各种表征分析。研究发现，Mg是梯度掺杂的，在表面附近的浓度较高，而Ni则均匀地分布在粒子中。Mg和Ni都取代了锂的位置，这限制了通常在4.55V以上发生的相变和颗粒开裂。均匀的LiMgxNi1-xPO4涂层有助于形成稳定的CEI，防止电解液分解和Co溶解。此外，掺杂元素同时抑制了高电压下表层晶格O原子的活性，提高了MNP-LCO在4.7V下的循环稳定性，这为实现LCO的高比容量和能量密度提供了一个很好的策略。图3. LCO的结构稳定性表征和降解机制Ultrahigh-voltage LiCoO2 at 4.7 V by Interface Stabilization and Band Structure Modification. Advanced Materials 2023. DOI: 10.1002/adma.2022120592Angew.：极化凝胶电解质助力宽温柔性锌-空气电池柔性锌-空气电池（FZAB）的发展在便携式和可穿戴电子设备领域引起了广泛的关注。凝胶电解质是FZAB中最重要的组分之一，迫切需要优化以与锌负极匹配，并适应高温和超低温下的恶劣气候。图1. 水凝胶的结构和性能中科院深圳先进技术研究院成会明院士、清华大学深圳国际研究生院周光敏副教授、刘碧录教授等人开发了用于FZAB的聚丙烯酰胺-柠檬酸钠（PAMSC）极化凝胶电解质，其中SC含有丰富的-COO-官能团。PAM-SC凝胶电解质中的极化-COO-基团在锌负极上表现出亲锌效应，因此它们可以使Zn2+传输通量均匀化并抑制锌枝晶的形成。此外，极化-COO-基团和水分子之间的强氢键阻止了PAM-SC凝胶电解质在低温下冻结和在高温下蒸发。因此，PAM-SC凝胶电解质在暴露于空气96小时后表现出324.8 mS cm-1的高离子电导率和96.85%的优异保水性。图2. 凝胶电解质的电化学性能基于PAM-SC凝胶电解质的FZAB可提供746.1 mAh g-1的高放电容量、107.7 mW cm-2的高功率密度和420次循环的长稳定性。即使在极端条件下，具有PAM-SC凝胶电解质的FZAB在-40℃的超低温下也显示出700次循环的长循环寿命。此外，具有PAM-SC凝胶电解质的FZAB可以在液氮环境中为风扇供电、为智能手机充电和点亮灯泡，为FZAB在恶劣条件下的应用提供了前景。图3. 凝胶电解质的宽温性能A polarized gel electrolyte for wide-temperature flexible zinc-air batteries. Angewandte Chemie International Editio 2023. DOI: 10.1002/anie.202301114通讯作者简介周光敏，副教授，博士生导师。2014年博士毕业于中国科学院金属研究所，导师为成会明院士和李峰研究员。2014-2015年于美国UT Austin从事博士后研究，合作导师为Arumugam Manthiram教授。2015-2019年在斯坦福大学崔屹教授课题组从事博士后研究。主要研究方向为电化学储能材料及器件与电池回收，已发表论文150余篇，其中第一作者及通讯作者论文包括Nature Nanotechnology, Nature Energy, Chemical Reviews，Nature Communications, Science Advances, PNAS，Advanced Materials等。论文被引用 28800多次(Google Scholar)，38篇入选ESI高被引论文，H-index为72，2018-2021连续4年入选科睿唯安全球高被引科学家。著作书籍Design, Fabrication and Electrochemical Performance of Nanostructured Carbon Based Materials for High-Energy Lithium-Sulfur Batteries以及≤Graphene Science Handbook≥书中章节一章。担任期刊Energy Storage Materials副编辑/科学执行编辑及多个期刊青年编委，，目前承担国家科技部重点研发项目（课题负责）、国家自然科学基金面上项目等，获得包括侯德榜化工科学技术奖青年奖、广东省材料研究学会青年科技奖、能源存储材料青年科学家奖、中国科学院院长特别奖、中国科学院优秀博士论文、Materials Today Rising Star Awards等奖励。来源：https://www.sigs.tsinghua.edu.cn/zgm/list.htm成会明，1963年出生于四川巴中，碳材料科学家，中国科学院院士、发展中国家科学院院士，中国科学院深圳先进技术研究院研究员、博士生导师、碳中和技术研究所所长，深圳理工大学（筹）材料科学与能源工程学院讲席教授、名誉院长；沈阳材料科学国家研究中心先进炭材料研究部主任。1984年成会明从湖南大学化工系毕业后考入中国科学院金属研究所，1987年、1992年先后获得硕士、博士学位；1990年前往日本通产省工业技术院九州工业技术研究所联合培养；1992年-1993年在日本长崎大学任教；1993年进入中国科学院金属研究所工作，先后担任副研究员、研究员、所长助理、副所长、常务副所长、党委书记；2000年获得国家杰出青年科学基金资助，同年担任国家重点基础研究发展计划（973计划）首席科学家；2001年担任沈阳材料科学国家（联合）实验室先进炭材料研究部主任；2002年担任碳国际会议共同主席；2005年兼任澳大利亚昆士兰大学功能纳米材料研究中心、化工系名誉教授；2013年当选为中国科学院院士，同年入选百千万工程领军人才；2014年当选为发展中国家科学院院士；2016年加盟清华-伯克利深圳学院，创建低维材料与器件实验室并担任主任；2021年加盟中国科学院深圳先进技术研究院和深圳理工大学，创立碳中和技术研究所并担任所长。主要从事新型储能材料与器件、太阳能光催化材料、碳纳米管、石墨烯材料的研发和应用。来源：https://www.siat.ac.cn/college/clgc/szdw/202212/t20221202_6563004.html
