前沿技术篇：

10.黑科技！操作触摸屏就能为手机充电

密歇根州立大学的研究人员开发出一种新装置，用户能够通过操作触摸屏——滑动手指、触摸，为手机充电。

新装置的名称是 biocompatible ferroelectret nanogenerator （FENG），它由两个部分组成：银、聚酰亚胺（polyimide）、聚丙烯铁电体（polypropylene ferroelectret）在内的多层物质组成内层；一层硅把它们包覆起来，是为外层。它们都是环保材料，这些多层材料上还布满了离子。这是一种低成本、高效的发电装置，能把机械能转化为电能。

这项技术更引人注目的是，当该装置被折叠起来，它的效果能极大提高——装置体积越小，发电越多。Nelson Sepulveda 解释道：“每次折叠，产生的电压会指数级增长。你可以先制造出一块大的触摸发电设备，当你把它折叠一次、两次、三次之后，它现在体积更小并且有更多能量。现在，它可以小到放进人们的鞋跟——你每走一步，都会为它充电”

11.快充对石墨负极性能的影响及作用机理

美国阿贡国家实验室（美国能源部最大的研究中心）的L． Somerville对充电速率对石墨负极的影响进行了研究。研究显示，在0．7C到4C倍率范围内，电池性能的衰降主要与SEI膜的厚度增加有关，而SEI的成分没有发生明显的变化。但是在6C的倍率下进行充电，SEI膜的成分发生的显著的改变，这也导致了锂离子电池的内阻急剧增加。进一步的研究还发现，在卷绕型电池中，电芯中间部分的SEI膜更厚和并且成分也与其他部分的SEI膜不同，这可能是因为在生产过程中电池浸润不均匀造成的局部温度升高造成的，这种SEI膜厚度和成分上的不均匀，会造成电池在6C充电倍率下，粘结剂发生化学变性，造成活性物质从集流体上脱落。

实验中L． Somerville采用了商业的NMC／石墨18650电池，以尽可能还原商用锂离子电池中石墨负极的工作状态。充电速率被设定为0．7，2，4，6C，放电速率为C／3，电池温度控制在25℃。

该项研究揭示了充电倍率对锂离子电池性能的影响的作用机理，并详细介绍了在大电流充电的过程中，石墨负极表面SEI膜的厚度和成分改变，并在研究中发现了电极浸润不充分造成的在大电流充电时，电极中间部分温度更高，活性物质SEI膜更厚，粘结剂更容易发生化学变化，导致活性物质更容易从电极表面脱落。

12.同济大学钠离子电池负极材料获重要进展

近日，同济大学的杨金虎教授（通讯作者）、复旦大学的赵东元院士（通讯作者）和新加坡国立大学的彭成信博士（通讯作者）在钠离子电池负极材料可逆晶态相变研究中取得了重要进展。相关研究成果以“Direct Superassemblies of Freestanding Metal－Carbon Frameworks Featuring Reversible Crystalline－Phase Transformation for Electrochemical Sodium Storage”为题在线发表在《Journal of The American Chemical Society》（JACS，2016， DOI： 10．1021／jacs．6b10782，影响因子为13．038）上。论文第一作者为复旦大学孔彪研究员（青年千人）和同济大学博士研究生祖连海。

本次研究中，通过采用电极活性材料在每次充放电循环后都能快速从非晶态恢复晶态，这种不寻常的可逆晶态相变保证了电极超高的循环稳定性和高功率性能，如即使在5C和7．5C的高电流密度下循环5000次后，电池的容量几乎没有衰减，电极材料结构也依然有效保持。这些结果表明，金属纳米点／碳骨架复合电极能够同时抑制电极结构坍塌和非晶化。该研究对发展长寿命、高功率的钠离子电池具有重要的借鉴意义。