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Energy Storage Materials期刊及其高被引文章介绍

Energy Storage Materials期刊及其高被引文章介绍

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期刊简介

Energy Storage Materials期刊及其高被引文章介绍

《Energy Storage Materials》于2015年10月出版第一期,中国科学院院士成会明任期刊总编辑。该期刊致力于成为一个国际的多学科交流平台,发表和交流所有储能材料领域的重大科技进步。该期刊也报道在物理和化学方面的重大新发现,涉及材料的合成、制造、结构、性能和技术应用,以及它们在诸如电化学、化学、电学、热学、磁性和机械能存储装置中的应用。这些材料可以是无机(金属或非金属)材料,有机材料,或它们的杂化、复合材料。

《Energy Storage Materials》期刊定位从创刊之初就跃居新能源与材料科学领域最负盛名的期刊之一于2019年9月被SCIE数据库收录。其即时影响因子13.31,预计第一个影响因子将大于15。2019年官网发布的期刊指标中,爱思唯尔用来评价学术期刊质量的指标CiteScore (计算的是期刊连续3年论文在第4年度的篇均引用次数) 为15.09。SNIP(Source Normalized Impact per Paper),篇均来源期刊标准影响为2.047。SJR指数(SCImago Journal Rank)为4.787。

 期刊总编辑介绍

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成会明,炭材料科学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士。1984年毕业于湖南大学化工系,1987年、1992年在中科院金属研究所获硕士和博士学位。1993年至今在中国科学院金属研究所任职,并担任先进炭材料研究部主任,2016年6月加盟清华-伯克利深圳学院,创建了低维材料与器件实验室并担任主任。

成会明院士主要从事碳纳米管、石墨烯、其他二维材料等低维材料的制备、性能及应用等研究。提出了浮动催化剂化学气相沉积、非金属催化剂化学气相沉积制备碳纳米管等方法,促进了碳纳米管的研究与应用;提出了模板导向化学气相沉积等方法,制备出石墨烯三维网络结构材料、毫米级单晶石墨烯,发展了石墨烯材料的宏量制备技术;提出了可高效储能与转化的层次孔材料设计、电化学电位调控、晶面调控等方法,制备出一系列新型能量转化与储存材料;研制出块体各向同性热解石墨材料,批量应用于多项重点工程。

期刊发文情况

从2015年创刊至今,《Energy Storage Materials》已经连续五年发文,期刊发文范围包括先进储能和相关能量转换(如金属氧电池)的材料及其设备领域的科学技术进展。我们可以看到,已发表文章的主要研究方向为化学类、材料科学累以及科学技术三大类,几乎占据了全部文章。出版综合性的研究文章,包括论文全文和简短的通讯,以及由该领域的主要专家撰写的专题文章/评论,主要是论文全文为主,发表文章90%均为article。

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从发文数量图上来看,2015年初始创刊,文章数量最少仅有17篇,2016年至今逐年递增,2018年的发文数量翻番,说明《Energy Storage Materials》期刊的质量已受到广泛认可。

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 高被引文章简述

序号

文章题目

被引频次

1

Multi-functional   separator/interlayer system for high-stable lithium-sulfur batteries:   Progress and prospects

292

2

Carbon materials   for Li-S batteries: Functional evolution and performance improvement

244

3

Metal   organic frameworks for energy storage and conversion

229

4

Graphene-based   materials for electrochemical energy storage devices:Opportunities   and challenges

183

5

All   solid-state polymer electrolytes for high-performance lithium ion batteries

177

6

Energy   storage materials: A perspective

151

7

Recent   advances of electrode materials for low-cost sodium-ion batteries towards   practical application for grid energy storage

144

8

Thermal   runaway mechanism of lithium ion battery for electric vehicles:A   review

141

9

Graphene   materials for lithium-sulfur batteries

135

10

Graphene-based   materials for high-voltage and high-energy asymmetric supercapacitors

124

一、Multi-functional separator/interlayer system for high-stable

lithium-sulfur batteries: Progress and prospects (2015年)

通讯作者:清华大学张强教授

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图示:不同电极隔膜材料锂硫电池介绍示意图

发展先进的储能系统对满足日益增长的能源需求至关重要,比如电动汽车、便携式设备和可再生能源的发展都需要储能系统的支持。锂硫(Li-S)电池具有比能量密度高、原料成本低、环保无污染等优点,是一种极具潜力的新一代电池。然而,锂硫电池在实际应用中也存在问题和阻碍,如硫元素的电绝缘特性、锂离子嵌入时的体积膨胀,以及可溶性多硫化物的穿梭效应导致电池容量衰减严重等。本篇综述了介绍了近年来国内外多学科的研究进展,重点介绍了锂硫电池的功能性隔膜。多功能隔膜的引入具有意想不到的结果,有利于更好地利用硫元素,高效抑制多硫化物扩散并且能够有效保护阳极。多功能隔膜系统包括选择性的离子导电聚合物,sp2杂化与多孔碳,金属氧化物修饰隔膜以及相互连接的自支撑纳米碳、微/中孔碳等。这些新颖的锂硫电池配置与多功能隔膜特别适用于高容量、高稳定性、高倍率的锂硫电池,在实际应用中的作用以及新见解还有待进一步探索。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829715300507

二、Carbon materials for Li–S batteries: Functional evolution and performance improvement (2016年)

通讯作者:中国科学院成会明教授、李峰研究员

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图示:锂硫电池中基本碳材料的功能示意图

锂硫电池具有高能量密度和较低成本,被认为是最有希望用于下一代能源存储的电池之一,但是,锂硫电池的开发和应用已经有了快速的发展于,由于缺乏合适的阴极和阳极电极材料阻碍了电池的发展。最近,通过对电极材料与各种功能碳材料的结合进行改进,使得电池性能得到了很大的提高。锂硫电池中使用的碳材料不仅可以作为导电添加剂,也可作为穿梭防护器、空间限制器、阳极保护器等。在这篇综述中,作者们重点介绍随着电池的发展,碳材料功能的演变。科学了解与电池有关的材料结构和化学的基本设计,对不同材料性能进行了总结,为设计新一代锂硫电池提供了一种思路。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829715300465

三、Metal organic frameworks for energy storage and conversion (2016年)

通讯作者:加拿大西安大略大学孙学良院士

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金属有机骨架材料是一种新型的多孔晶体材料,由于其比表面积高、孔隙度大,近年来也受到越来越多的关注,尤其是其在清洁能源方面的应用。MOFs是设计和制备纳米结构的优良前体多孔碳和金属氧化物,特别是用于分级纳米结构。在这篇综述中,最近的发展和了解MOFs和mof衍生的纳米材料在燃料中的应用电池、电池(如锂离子电池、锂硫电池和锂空气电池)和超级电容器详细总结了。特别是,我们关注的设计和制造的形态纳米材料由MOFs衍生而来,其结构对电化学性能有显著影响清洁能源应用性能。最后,我们还介绍了未来的趋势、前景和可能先进的MOFs和mof衍生的纳米材料的发展障碍更有前景

以及清洁能源的大规模商业应用。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829715300568

四、Graphene-based materials for electrochemical energy storage devices: Opportunities and challenges (2016年)

通讯作者:清华大学康飞宇教授、天津大学杨全红教授

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图示:石墨烯在不同电化学能源存储装置中的应用

近年来,对高性能电化学储能装置的需求有了明显的增长,研究者们在开发先进电极材料方面也做了大量的工作。其中,石墨烯基材料被认为是很有前途的高性能电极材料,它们可以进一步提高现如今已投入实际使用设备的性能,例如锂离子电池和超级电容器,以及制造下一代设备,如锂硫电池,锂氧电池和钠离子电池,相比于其他材料更实用。改篇综述详细介绍了石墨烯基材料在这些设备中的应用以及当前的研究进展。同时也讨论了石墨烯在高性能电极材料制备和器件配置方面的机遇和未来,更重要的是,石墨烯在这些器件中的实际应用面临的挑战。最后,展望并简要讨论了未来石墨烯基材料可能有的突破方向。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S240582971530057X

五、All solid-state polymer electrolytes for high-performance lithium ion batteries (2016年)

通讯作者:中科院青岛生物研究所崔光磊研究员

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图示:多种可充电电池的能量密度(Wh/kg)与汽油对比图

固态聚合物电解质在高性能锂离子电池(LIBs)中的应用受到了广泛的关注,其具有独特的优异特性,如无泄漏、可燃性低、加工性能优异,柔性良好,稳定的电化学电压窗口,安全性高,热稳定性优越等。在这篇综述中,作者们总结了一系列的改性全固态聚合物电解质,包括聚环氧乙烷、聚碳酸酯、聚硅氧烷、琥珀腈和有机-无机杂化物等改性合成。综合简述了近年来固态聚合物电解质的研究进展以及潜在的应用,期望能够制备高性能的固态电解质聚合物用于便携式电化学装置、电动汽车和电网储能等实际应用中。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829716301349

六、Energy storage materials: A perspective (2015年)

通讯作者:德克萨斯大学奥斯汀分校John B. Goodenough教授

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在现代社会生活中,在可接受的成本范围内储存风能和太阳能所产生的电能,可以将人类从依赖化石燃料燃烧的能源中解放出来。为实现这一愿望,电化学技术的发展至关重要。通过固态锂离子和钠离子电解质可以实现了锂阳极和钠阳极的可逆电镀,这一路径为电动汽车提供动力的可充电电池提供最佳解决方案,减少了会制造污染气体的内燃机汽车的数量。将可充电电池放电时产生的化学反应产物从阴极转移到外部存储器可以增加电池的容量,并且降低了电池中固定电能存储的成本。将风能或太阳能的电能储存在分布式可充电电池中,也可以降低使用成本,提高能源供应的安全性和可用性;同时还可以考虑电化学电容器和可逆燃料电池的应用。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829715300404

七、Recent advances of electrode materials for low-cost sodium-ion batteries towards practical application for grid energy storage  (2017年)

通讯作者:中国科学院物理研究所胡勇胜教授

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图示:地球上的元素丰度和锂元素分布图

储能技术在便携式电子设备、电动汽车和汽车的发展中起着重要的作用,太锂离子电池(LIBs)由于具有最高的能量密度和长循环寿命,在实际应用中占主导地位。近年来,室温钠离子电池在大规模电能存储应用方面又引起了人们的广泛关注。一方面是由于钠离子的丰富性和广泛性;另一方面,使用钠和铝的成本较低,相比锂离子电池,钠离子电池的一个重要优势和挑战是使用低成本材料作为活性电极。在该篇评论中,重点介绍了从2013年开始电极材料的发展,对现有电极材料的优缺点及未来发展方向进行了展望,根据已有文献和经验进行讨论。

全文链接:

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829716303154

八、Thermal runaway mechanism of lithium ion battery for electric vehicles:A review  (2018年)

通讯作者:清华大学欧阳明高教授

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图示:纯电动汽车锂离子电池发展路线图

安全问题是阻碍锂离子电池大规模应用的主要障碍,随着电动汽车的发展,锂离子电池能量密度的不断提高,其安全性的保障越来越迫切。热逃逸是电池安全研究中关键的问题,本文对电动汽车用锂离子电池的热工问题进行了全面的综述。从典型事故中学习,总结了可能导致热失控的各种情况。热失控遵循连锁反应的机制,在此过程中电池组件材料的分解反应相继发生,释放新的能量,由此提出了一种可以量化所有电池组分材料反应动力学的图解释热失控时的连锁反应机制。同时利用能量释放图对短路和热失控两种情况的内部关系进行了进一步的阐明。最后,提出了三层保护的概念,以减少热失控的危险。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829716303464

九、Graphene materials for lithium-sulfur batteries  (2015年)

通讯作者:清华大学石高全教授

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图示:不同可充电电池活性材料的理论电容

锂硫电池是目前公认的先进储能系统之一,适用于多种潜在应用,近年来,石墨烯材料的制备得到了广泛的探索,石墨烯电极锂电池具有独特的二维原子厚度结构和优异的性能。本文综述了近年来石墨烯锂电池的研究进展,重点介绍了石墨烯锂电池的性能石墨烯材料在硫正极、锂负极和隔膜夹层中的应用,同时讨论了石墨烯材料锂电池的发展前景和面临的挑战。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829715300301

十、Graphene-based materials for high-voltage and high-energy asymmetric supercapacitors  (2017年)

通讯作者:中国科学院大连化物所吴忠帅教授

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图示:不对称超级电容器电池示意图

石墨烯具有超薄的二维结构和独特的性能,这对高性能非对称超级电容器(ASCs)具有很强的吸引力,ASCs一般是由两种不同的材料构成,正极和负极分别处于非对称结构中。该篇综述介绍了一种高压高性能的石墨烯基电极材料非对称超级电容器,首先,其特性是直接影响ASCs性能的关键,介绍了正负极的装配原理和精确性能的评价。第二,主要介绍了ASCs的负极材料。第三,介绍了不同石墨烯基纳米结构的最新进展,如还原氧化石墨烯,多孔石墨烯、石墨烯量子点、石墨烯纳米带、石墨烯纤维、石墨烯薄膜、石墨烯气凝胶、石墨烯泡沫以及各种石墨烯/碳的混合物碳纳米管、石墨烯/金属氧化物和石墨烯/导电聚合物。四是介绍了主要性能参数,包括高电压、高电容、大功率和高性能器件。第五,筛选石墨烯基材料的可控制的形态,二维和三维纳米结构;概述了不同器件的组件,比如电极的结构、电解质的选择和优化的完整性。最后,讨论了石墨烯基ASCs的未来和挑战。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829716302136

热点关注文章简述(据官网下载率高低排序)

序号

文章题目

1

Multivalent   rechargeable batteries

2

Thermal   runaway mechanism of lithium ion battery for electric vehicles: A review

3

Graphene and MXene-based transparent   conductive electrodes and supercapacitors

4

Liquid   phase therapy to solid electrolyte–electrode interface in solid-state Li   metal batteries: A review

5

Recent   advances on separator membranes for lithium-ion battery applications: From   porous membranes to solid electrolytes

6

Recent   progress on solid-state hybrid electrolytes for solid-state lithium batteries

7

Design   and synthesis of electrode materials with both battery-type and capacitive   charge storage

8

A   perspective on inverse design of battery interphases using multi-scale   modelling, experiments and generative deep learning

一、Multivalent rechargeable batteries  (2019年)

通讯作者:巴塞罗那材料科学研究所M.R.Palacin教授

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图示:金属电极的标准还原电位和电容

基于金属阳极与多价载流子离子耦合的可充电电池技术是最有可能实现突破、目前最先进的锂离子电池技术。但是,金属阳极的使用和高价金属离子在电解质和电极之间的迁移都是技术发展的瓶颈,且均处于不同的发展程度,但是都还没有为实际应用做好准备。此外, 在锂离子电池多年发展过程中获得的技术知识并不总是可以转移的。该篇展望论文综述了这些多价电池技术的现状,描述了存在的问题和发展前景,讨论了克服这些问题可能的途径,最后简要介绍了未来的展望。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719302478#

二、Thermal runaway mechanism of lithium ion battery for electric vehicles: A review (见上述介绍)

三、Graphene and MXene-based transparent conductive electrodes and supercapacitors  (2018年)

通讯作者:都柏林圣三一学院Chuanfang (John) Zhang 教授、Valeria Nicolosi教授

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便携式智能电子产品的快速普及,强烈地刺激了人们对电子产品的兴趣,同时促进了副产品的发展,如显示器和触摸板。交互式设备,如智能手机、平板电脑和其他可触摸设备需要机械坚固的透明导电电极(TCEs),开发透明超级电容作为电源对下一代的透明电子产品具有重要意义。近年来,石墨烯和MXene这两种材料在二维材料中十分具有代表性,均表现出优异的导电性,并吸引了大量的关注。最重要的是,高性能的TCEs是建造透明超级电容器的先决条件。本篇综述提供了一个全面的分析石墨烯和MXene薄膜的制造方法,评估指标、性能限制以及克服这些限制的方法。作者们特别关注TCEs的基本要素,如品质指数、渗透系数以及导电性等。最后,讨论Mxene基TCEs和透明超级电容器的挑战和前景。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829718304823

四、Liquid phase therapy to solid electrolyte–electrode interface in solid-state Li metal batteries: A review  (2019年)

通讯作者:清华大学张强教授、北京理工大学黄佳琦研究员、美国马里兰大学材料系莫一非教授、中科院宁波材料所的许晓雄研究员、中国科学院物理研究所李泓研究员

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固态锂金属电池,采用固体电解质,具有高能量密度和超高安全性,是下一代电化学储能装置的发展方向。然而,界面阻力严重阻碍了其商业化。为构造一个电阻在可接受范围内的界面,引入少量额外的液体电解质是最方便的和有效的解决方案。本篇综述介绍了了近年来国内外对液体电解质,电极和固态电解质之间界面行为的基本认识。随后,对新兴的界面润湿、原位聚合和界面反应进行了讨论。最后,从界面科学与工程的角度介绍了液相疗法的未来和展望。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719308864

五、Recent advances on separator membranes for lithium-ion battery applications: From porous membranes to solid electrolytes (2019年)

通讯作者:UPV / EHU科技园SenentxuLanceros-Méndez、米尼奥大学Carlos M.Costa

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图示:锂离子电池主要部件和充放电方式的示意图

电池隔膜是电池的重要组成部分,对电池的性能有很大的影响,其性能的控制对于获得高循环性能的锂离子电池尤为重要。在两个电极之间放置的隔膜应具有高离子导电性、良好的机械和热稳定性,可分为六种主要类型:微孔膜、无纺布膜、电纺膜、外表面改性膜、复合膜和聚合物共混膜。本篇文章介绍了锂离子电池隔膜的研究进展,并分析了不同类型隔膜的主要性能。尽管研究者们在这一领域做出了巨大的努力,但根据新材料的发展,仍有必要继续改进特性。综合简述了近年来聚合物材料和陶瓷材料在固体电解质方面的研究进展,从传统电池过渡到固态电池,为下一代高性能、安全、可持续的电池奠定了基础。最后,介绍了锂离子电池隔膜的主要研究和发展方向以及未来的发展趋势。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719308840

六、Recent progress on solid-state hybrid electrolytes for solid-state lithium batteries  (2019年)

通讯作者:加拿大西安大略大学孙学良院士

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图示:锂电池的主要电解质

锂电池是一种很有前途的储能系统,可以应用于电动汽车。然而,传统的液体电解质存在泄漏、着火甚至爆炸等严重的安全隐患。固态电解质(SSEs)由于其优异的热稳定性和电化学稳定性被认为是这些安全问题的最终解决方案。然而,很少有固态电解质能达到实际应用的标准。高离子电导率,低界面电阻和对电极的高稳定性也很难在单个固态电解质中同时实现。因此,将两种或两种以上混合的电解质更具有优势。将软电解质和硬无机固态电解质的耦合能保证电极良好的润湿性、高离子导电性和高机械强度,同时防止锂枝晶形成。该篇综述中,从广阔的背景中以全面的视角来探讨总结了混合电解质对结构设计的重要性。综述不仅介绍了离子电导率的分类、合成方法和机理,以及提高混合电解质离子电导率的策略、对电解液/电解液和电解液/电极界面的认识,以及建立不同混合电解质可行的组合策略。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719308438

七、Design and synthesis of electrode materials with both battery-type and capacitive charge storage  (2019年)

通讯作者:德累斯顿工业大学Faxing Wang教授

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图示:电池型与电容型结合的各种电极材料的设计策略和电荷储存

电化学插层/转化/合金化反应是最主要的一种固相氧化还原反应,是电化学能量存储系统的重要组成部分。第一性原理计算对于可逆插入/转换/合金化反应的基本理解具有很大的潜力,可以为设计高性能电极材料提供见解。最近,具有电池型和电容型电荷存储的电极材料在实现高能量和高功率密度方面十分有前景,能够满足金属离子电池和电化学电容器作为下一代储能设备的严格要求。不同于传统的电极材料,有电池型和电容型两种电荷存储的电极材料在充放电过程中仅需几分钟甚至几秒钟,有效增强了表面电荷的存储。本文通过实验表征和计算模拟相结合的方法,综述了电池型和电容型电荷存储电极材料的设计策略,并提出了该领域的研究机遇和关键技术挑战

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719308839

八、A perspective on inverse design of battery interphases using multi-scale modelling, experiments and generative deep learning

(2019年)

通讯作者:丹麦技术大学Tejs Vegge教授

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理解和控制电池接口的复杂动态过程是开发更耐用和超高性能二次电池的关键。尽管经过了几十年的研究,界面过程中枝晶的形成跨越了许多时间和长度尺度,它们的形成、组成、结构和功能仍然是一个谜。因此,像固态电解质界面这种高性能表面和界面的“逆设计”仍然是一个难以实现的梦想。本篇文章提出了实现这一目标的未来的电池研究战略,作者们展示了如何在实验和模拟中理解和跟踪不同类型的不确定性,以及机器学习框架的生成模型,能够有效控制和提高电池界面间的预测设计。同时利用来自多个领域的数据,包括失败实验的数据,生成模型的开发中能够发挥关键作用,从而加速发现和反设计耐用的超高性能电池。

全文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405829719302193

供稿丨深圳市清新电源研究院

部门丨媒体信息中心科技情报部

撰稿人 | 简奈

主编丨张哲旭


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