近日，我校材料与化学学院金成滨研究员与浙江工业大学陶新永教授在Science期刊上发表论文，对高容量电池材料失活及容量修复进行了评论和展望。金成滨研究员为论文第一作者，陶新永教授为唯一通讯作者。
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随着电池技术不断革新和发展，一系列高容量的正负极材料备受关注，如硅、锂负极。然而，这些高容量材料在电池反复的充电和放电过程中会发生巨大的体积形变，造成电极材料严重的结构变形和粉化。活性材料将会从电极上脱落，并失去与其他电池组分的有效电接触。这些被孤立的、电化学惰性的材料被定义为“失活材料”，包括为人熟知的死硅，死锂，死硫。这些失活材料不仅会造成电池容量的衰减，还会阻碍离子传输/转化，并加速电解液的消耗。以往的研究主要致力于通过调控电极/电解液化学、设计电解液和电极结构等策略来抑制失活材料的形成。尽管这些方法可以减缓活性物质的脱落，然而它们并不能修复已经形成的失活材料和损失的电池容量。因此，亟需开发有效的电池材料修复技术。
结合多年来对锂金属电池失效及调控方面的深入研究与系统认知，金成滨研究员和陶新永教授等归纳评价了现有的几类电极材料修复技术：（1）静置法，通过静置实现死锂表面SEI膜的溶解，使得后续沉积的锂可以与死锂建立电子导电通路，然而静置时长和重连效率有待优化；（2）电场极化法，通过脉冲电压等技术引入不均匀电场，失活材料（如死硅）在电场中受到斥力或者引力而发生定向移动（即介电泳），促使脱落的失活材料与电极重新建立结构和电子接触，从而被修复和再利用；（3）氧化还原介质法，引入反应性的氧化还原介质将死锂转化为游离于电解液中的自由离子，并通过充电态正极对锂离子进行捕获、存储和再利用。最后，金成滨研究员和陶新永教授等对未来集成式的“抑制—激活”策略应用于不同电极材料和电池体系提出了展望和建议。
金成滨研究员师从浙江工业大学陶新永教授，为我校首批258人才培养计划入选者，长期从事锂金属电池失效及修复研究，在Science、Nature子刊等高水平期刊发表论文60余篇。
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