5年里,它的這一極造就了943篇高被引


一、導讀

2019年諾貝爾化學獎獲得者 ? Nobel Prize Outreach

回首過往,仿佛就在眼前,兩年多前的諾獎似還歷歷在目,卻又恍如隔世般遙遠。近的是什么?或許是學術界對其莊重的褒獎,抑或是我們日常手中把玩的它的應用場景。遠的是什么?是上世紀悠長發展的跌宕起伏,也可能是用的太久早已忘了它竟如此的重要。

沒錯,它就是鋰電池,是你筆記本電腦里那顆脈動的澎湃,是你騎行在無數暗夜里伴你遠行的那顆火熱的心臟,今天,咱們就來看看它五年來的榮耀與光彩。不過,由于它組成復雜,我們今天先來瞧瞧它至關重要的那塊正極的發展脈絡。為了能更全面的分析鋰電正極,檢索范圍擴大到了提及鋰電正極的所有論文,特此說明。

二、2017-2021年論文發表概況

圖1鋰電池正極的年度論文趨勢圖(方框內代表近五年)

閑言少敘,直接看數據!1展示了時間跨度達18年之久的鋰電正極論文發表脈絡圖,其中方框部分為近5年的發文趨勢。非常有趣的是,鋰電正極相關的研究呈現出3-5年一次轉折的趨勢,似乎不斷處于調整狀態,盡管這是從論文發表數量進行的分析,也擴大了論文研究內容的范圍,但3-5年的研究調整期還是符合大多數領域的一般規律。盡管近2年受到疫情影響略有振蕩,但應該不會改變持續增長的趨勢,特別是2019諾獎過后,該領域勢必會繼續發力。不過,如果和石墨烯相比,發文量還是無法與后者匹敵。

圖2鋰電池正極的分學科發表趨勢圖(近五年)

2的分學科角度而言,近5年來,材料科學當仁不讓的位居第一,接著是物化和電化學,這較為準確的反映了鋰電池的研究離不開化學中的物理屬性的研究。不過,化學綜合性學科僅僅位居第六,看起來化學獎最終當真變成了材料家的樂園了。值得注意的是應用物理和凝聚態物理的學者們似乎對這一大熱領域不那么感興趣,確實,傳統物理期刊基本很少涉及這一領域的研究,這可能是電池系統的復雜度太高,而物理需要“簡潔”的體系所造成的。

圖3 鋰電池正極的國家和地區發表量(近五年)

看到3,基本上大家會心一笑,沒錯,中國大陸又一次傲視鋰電正極武林,論文占比竟然達到了近6成的規模。相比之下,美、韓、德、日、印等國在發文數量上基本名落孫山。這叫筆者犯了愁,本來是想分析鋰電的國際發文趨勢,最后很可能變成了內地產出成果的大比拼了。這一數據基本與目前的領域發展一致,幾乎一大批與材料、化學相關的課題組紛紛轉向鋰電等能源領域,幾乎在每個有材、化學科的研究機構你總能找到幾個做鋰電的組。

三、2017-2021年發表期刊分析

圖4鋰電池正極發文量前十期刊(近五年)

圖4展現了近5年發文量靠前的期刊排序,5本期刊占5年間發文量的23%左右,并且彼此近乎均勻分布,而后5本也近乎均勻的呈現相近的發文量。ACS旗下的ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES毫無懸念的占據第一的位置,第2,3位分別被RSC和Elsevier的能源期刊占據。整體而言,Elsevier出版的期刊占據了絕對優勢。

表1鋰電池正極發文前十期刊按影響因子降序排序(近五年)

期刊

2020影響因子

ADVANCED ENERGY MATERIALS

29.368

ENERGY STORAGE MATERIALS

17.789

JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY A

12.732

ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES

9.229

JOURNAL OF POWER SOURCES

9.127

ELECTROCHIMICA ACTA

6.901

ACS APPLIED ENERGY MATERIALS

6.024

JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS

5.316

JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY

4.316

IONICS

2.817

? 如果按照影響因子排序,1的數據則展現了更為有趣的現象:

1) 大于10的有3本期刊,5-10的有5本,小于5的有2本;

2) JMCA是唯一一本影響因子過10的前5期刊;

3) JECS是唯一一本影響因子低于5的前5期刊;

4) 年輕期刊ENERGY STORAGE MATERIALS、ACS APPLIED ENERGY MATERIALS不容忽視。

圖5 各大出版商發表論文量排名(近五年)

最后,我們來看看各大出版商在鋰電正極領域的發文比較,如5所示,5年間,Elsevier發表了接近1萬篇相關文章,ACS、Wiley、RSC緊隨其后,不過,對首位的霸主地位難以撼動。值得關注的倒是后面幾家出版機構,有OA全家桶的MDPI,緊隨其后的ESG是什么?一查,原來是來自塞爾維亞的出版商,出版了一本名為International Journal of Electrochemical Science的OA期刊。此外,英國物理學會出版商IOP也進入前10位,是唯一的物理類出版商。

四、2017-2021年發文機構分析

6 全球機構發文量排名(近五年)

研究機構發文排名(6)中,位居首位的依舊是中科院系統,隨后是美國能源部、中國科學院大學、中南大學、德國亥姆霍茲聯合會等機構。中國大陸的清華、中科大、哈工大也進入前10。這一分布彰顯了在鋰電正極領域,大陸研究機構是主要的論文輸出機構。

7中國大陸機構發文量排名(近五年)

近距離來看,7的中國大陸機構排序中,鄭州大學、廈門大學和南開大學也上榜前10。如果從發文量層面來看,突破500篇的有5。除去中科院系統以外,5年來,能在單個機構內實現單一領域貢獻300篇以上的論文,著實表明該機構內的競爭態勢相當激烈。如果做一假設,這些做鋰電的研究組都隸屬于機構內的一個學院,那么,競爭之慘烈可想而知。

五、2017-2021年高被引分析

提到探究領域分析,不能不提的是高被引,鋰電正極相關的高被引論文有943篇,其中有50篇熱點論文。?

如果按照作者發表量排序,由于web of science的作者歸類包含了姓名相近的作者,因此本文未做具體分析。不過,如果只看前10位高被引作者的話,除了一位來自德克薩斯大學奧斯汀分校的Arumugam Manthiram教授以外,其余全部為華人學者,基本可以確定的說,鋰電正極領域,華人課題組占據絕對的被引優勢。

8高被引發表期刊排名(近五年)

同前述的論文總發表量排序不同,8的排序表明,高被引論文發表期刊的影響因子均破10,都是耳熟能詳且屢見報端的熟面孔。既有AM家族的三大支柱,也有化學老牌綜合期刊Angew,更有年輕之輩Joule,以及開源改革先鋒NC。當然,最值得一提的必定是化工期刊的翹楚—CEJ,貢獻了30篇高被引。

不過,我們由此能確定一件事,能源里的熱門話題、熱門方向,熱門體系的論文,哪個都能稱得上“高被引”,傳統的物化、結構、晶體學、分析化學、金屬材料、無機材料、以及目前最具化學傳統的有機化學,哪一個都不是能源論文的引用對手。這也必定助推期刊樂于吸納,從此,形成了無限“循環”。

9高被引全球國家和地區發文排名(近五年)

9的數據是高被引發文的國家和地區分布,結果也沒有懸念,大陸論文又一次站在高被引數量最高峰,高達600多篇,這還是僅僅5年的區間而已。不過,第三名開始的排序有所變化,從總發文的韓、德、日、印變為了澳、德、加、韓,澳大利亞從第7躍升至第3,可見論文的總體被引量很高。

10中國大陸機構高被引發文排名(近五年)

最后,我們來看看大陸10大高被引產出機構,10的數據和7的總發文量相比,天大和湖大的上榜較為耀眼,總量盡管不在前10,但高被引上榜。

表2 鋰電正極TOP 10高被引研究論文

期刊

DOI

Nat. Mater.

2017

10.1038/NMAT4821

Nat. Commun.

2017

10.1038/ncomms14627

Chem. Mater.

2018

10.1021/acs.chemmater.7b05269

Nat. Nanotechnol.

2018

10.1038/s41565-018-0183-2

Adv. Energy Mater.

2017

10.1002/aenm.201602543

J. Am. Chem. Soc.

2017

10.1021/jacs.7b02648

Adv. Mater.

2017

10.1002/adma.201603040

J. Am. Chem. Soc.

2017

10.1149/2.0021707jes

Nat. Commun.

2017

10.1038/ncomms14101

Nat. Energy

2018

10.1038/s41560-018-0207-z

最后,筆者按照被引頻次,挑選了前10篇和鋰電正極有關的高被引研究論文,希望對小伙伴們有些許價值。

六、總述

照例,結尾來到Free-Writon的“亂彈琴”總結,一家之言,可看、看批、可嘆,還可哈哈,如果有一絲絲啟示,那甚好,甚好!

鋰電始于上世紀的國外緣起,經過了材料體系的迭代,從Lab走向Life,也從普通領域躍升為諾獎級,可謂是基礎研究走向全面勝利的標桿。不管當下的電池有多少未解難題,或性能缺陷,它依舊是值得作為科學史范例的一筆財富

但是,一切極致繁盛必有隱憂,繁盛越極致,隱憂越隱匿,辯證法的基本常識再一次提醒我們,任何研究領域的年代更替與消亡是不可避免的。只不過對于能源電池來說,速率有一定變化,至于這個速率是快還是慢,就看材料體系被“發表的差不多了”,和常規路子被“研究的差不多了”,以及能測的手段“被分析到接近極致”等角度的發文態勢了。我們不能說,現在轉行做能源就是跟風,因為總有人其實是在做一些腳踏實地的真“基礎”,也有人是在做走入生活的真“應用”,但是,大部分幾乎可以肯定的是游走在“真基礎”和“真應用”間的“范德華式”,這是我們每個人需要值得警醒的。

?舉個真實例子,筆者曾經拿一個合成的材料給一個課題組的兩個研究者去測電化學性能,一個測的性能很高,一個測的是另一個的一半,用的同一個電化學工作站。后來一問,得知“測的高的用的是非標準的測試方法”,所以其所測的很多材料都很高,而不自知,但確實發表了不少IF很高的期刊論文。

?這只是一個很小的例子,所以,做“真基礎”和“真應用”都不易,因為基礎需要功底扎實,應用需要解決的了現實難題,就怕處于真偽之間的“模棱兩可”

因為從幾萬篇論文分析中,我們只能知道大家都喜歡做這個方向,哪些機構更多的投入了這個方向,哪些論文引用很高,哪些期刊偏愛這口。

但哪些成果是“諾獎級”的0到1,哪些是解決了基本科學問題的指路燈,哪些又能改變領域的研究范式,我們一概不知

?因為,這些微小只能藏在論文撰寫者自己的真實世界里,只能藏在無數后續學者的認同里,只能藏在實踐無數次檢驗的磕磕碰碰里。

供稿:Free-Writon

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