材料人薦讀丨鋰空電池大牛盤點及ESI高被引經典綜述薦讀

鋰空氣電池原理

在上篇文章材料人報告｜一文讀懂鋰空氣電池領域學術流派、實力分布中，我們簡單挖掘了關于鋰空氣電池的SCI發文信息，這篇薦讀文章中，一起來盤點下鋰空氣電池領域有哪些大牛。本文中按作者以通訊作者身份在此領域內入選ESI高被引的文章被引頻次之和排名，列舉出10名領域內學者。

NO.1 ?圣安德魯斯大學 ?Bruce, Peter G.

上榜理由：引發鋰空電池研究熱潮，ESI高被引作品12篇，其中以通訊作者身份發表11篇，總被引頻次5642（只計算以通訊作者身份入選ESI的文章，下文同上）

上榜作品：

[1] Li-O-2 and Li-S batteries with high energy storage?, DOI: 10.1038/nmat3191，被引頻次：2032

[2] A Reversible and Higher-Rate Li-O-2 Battery，DOI: 10.1126/science.1223985，被引頻次：646

[3] Rechargeable Li2O2 electrode for lithium batteries, DOI: 10.1021/ja056811q，被引頻次：625

[4] Reactions in the Rechargeable Lithium-O2 Battery with Alkyl Carbonate Electrolytes，DOI:?10.1021/ja2021747，被引頻次：602

[5] The?Lithium-Oxygen?Battery with Ether-Based Electrolytes，DOI:?10.1002/anie.201102357，被引頻次：459

[6] An O2 cathode for rechargeable lithium?batteries: The effect of a catalyst，DOI:?10.1016/j.jpowsour.2007.06.180，被引頻次：378

[7] The Carbon Electrode in Nonaqueous?Li-O2?Cells，DOI:?10.1021/ja310258x，被引頻次：306

[8] Charging a?Li-O2?battery using a redox mediator，DOI:?10.1038/NCHEM.1646，被引頻次：180

[9] Li-O2?Battery with a Dimethylformamide Electrolyte，DOI:?10.1021/ja302178w，被引頻次：159

[10] Lithium-air?and lithium-sulfur?batteries，DOI:?10.1557/mrs.2011.157，被引頻次：140

[11] The role of LiO2 solubility in O2 reduction in aprotic solvents and its consequences for?Li-O2?batteries，DOI:?10.1038/NCHEM.2101，被引頻次：115

NO.2 ?IBM ?McCloskey, B. D

上榜理由：ESI高被引作品10篇，其中以通訊作者身份發表3篇，總被引頻次1052

上榜作品：

[1] Solvents' Critical Role in Nonaqueous?Lithium-Oxygen?Battery Electrochemistry，DOI:?10.1021/jz200352v，被引頻次：501

[2] On the Efficacy of Electrocatalysis in Nonaqueous?Li-O-2?Batteries，DOI:?10.1021/ja207229n，被引頻次：287

[3] Limitations in Rechargeability of?Li-O-2?Batteries?and Possible Origins，DOI:?10.1021/jz301359t，被引頻次：160

[4] Combining Accurate O-2 and Li2O2 Assays to Separate Discharge and Charge Stability Limitations in Nonaqueous?Li-O-2?Batteries，DOI:?10.1021/jz401659f，被引頻次：104

NO.3?中科院長春應用化學研究所 ?張新波

上榜理由：ESI高被引作品6篇，其中以通訊作者身份發表5篇，總被引頻次946

上榜作品：

[1] Graphene Oxide Gel-Derived, Free-Standing, Hierarchically Porous Carbon for High-Capacity and High-Rate Rechargeable Li-O2?Batteries，DOI:?10.1002/adfm.201200403，被引頻次：208

[2] Synthesis of Perovskite-Based Porous La0.75Sr0.25MnO3 Nanotubes as a Highly Efficient Electrocatalyst for Rechargeable LithiumOxygenBatteries，DOI:?10.1002/anie.201210057，被引頻次：205

[3] Tailoring deposition and morphology of discharge products towards high-rate and long-life?lithium-oxygen?batteries，DOI:?10.1038/ncomms3438，被引頻次：199

[4] Oxygen electrocatalysts in metal-air?batteries: from aqueous to nonaqueous electrolytes, DOI:?10.1039/c3cs60248f，被引頻次：187

[5] Novel DMSO-based electrolyte for high performance rechargeable?Li-O-2?batteries，DOI:?10.1039/c2cc32844e，被引頻次：147

NO.4 ?美國西北太平洋國家實驗室 Xiao, Jie

上榜理由：ESI高被引作品11篇，其中以通訊作者身份發表4篇，總被引頻次791

上榜作品：

[1] Hierarchically Porous Graphene as a?Lithium-Air?Battery Electrode，DOI:?10.1021/nl203332e，被引頻次：428

[2] Optimization of Air Electrode for?Li/Air?Batteries，DOI:?10.1149/1.3314375，被引頻次：202

[3] Investigation of the rechargeability of?Li-O-2?batteries?in non-aqueous electrolyte，DOI:?10.1016/j.jpowsour.2011.02.060，被引頻次：141

[4] Failure Mechanism for Fast-Charged Lithium Metal?Batteries?with Liquid Electrolytes，DOI:?10.1002/aenm.201400993，被引頻次：20

NO.5? IBM、SLAC國家加速器實驗室?Luntz, A. C.

上榜理由：ESI高被引作品13篇，其中以通訊作者身份發表4篇，總被引頻次：880

上榜作品：

[1] Twin Problems of Interfacial Carbonate Formation in Nonaqueous?Li-O₂?Batteries，DOI:?10.1021/jz300243r，被引頻次：405

[2] Electrical conductivity in Li₂O₂ and its role in determining capacity limitations in non-aqueous?Li-O₂?batteries，DOI:?10.1063/1.3663385，被引頻次：198

[3] Nonaqueous?Li-Air?Batteries: A Status Report，DOI:?10.1021/cr500054y，被引頻次：151

[4] On the Mechanism of Nonaqueous?Li-O₂?Electrochemistry on C and Its Kinetic Overpotentials: Some Implications for?Li-AirBatteries，DOI:?10.1021/jp306680f，被引頻次：129

NO.6?麻省理工學院 Shao-Horn, Yang

上榜理由：ESI高被引作品14篇，其中以通訊作者身份發表2篇，總被引頻次：775

上榜作品

[1] Platinum-Gold Nanoparticles: A Highly Active Bifunctional Electrocatalyst for RechargeableLithium-Air?Batteries，DOI:?10.1021/ja1036572，被引頻次：577

[2] Chemical and Morphological Changes of?Li-O-2?Battery Electrodes upon Cycling，DOI:?10.1021/jp308093b，被引頻次：198

NO.7 ? 滑鐵盧大學 ?Nazar, Linda F.

上榜理由：ESI高被引作品10篇，其中以通訊作者身份發表4篇，總被引頻次761

上榜作品：

[1] Screening for Superoxide Reactivity in?Li-O-2?Batteries: Effect on Li2O2/LiOH Crystallization，DOI:?10.1021/ja2111543，被引頻次：320

[2] Synthesis of a metallic mesoporous pyrochlore as a catalyst for lithium-O-2?batteries，DOI:?10.1038/NCHEM.1499，被引頻次：228

[3] Non-Aqueous and Hybrid Li-O2?Batteries，DOI:?10.1002/aenm.201200001，被引頻次：177

[4] Towards a Stable Organic Electrolyte for the?Lithium Oxygen?Battery，DOI:?10.1002/aenm.201400867，被引頻次：36

NO.8 美國西北太平洋國家實驗室 Xu, Wu?

上榜理由：ESI高被引作品10篇，其中以通訊作者身份發表5篇，總被引頻次660

上榜作品：

[1] Lithium metal anodes for rechargeable?batteries，DOI:?10.1039/c3ee40795k，被引頻次：202

[2] Investigation on the charging process of Li(2)O(2)-based air electrodes in?Li-O(2)?batteries?with organic carbonate electrolytes，DOI:?10.1016/j.jpowsour.2010.12.065，被引頻次159

[3] Reaction mechanisms for the limited reversibility of?Li-O-2 chemistry in organic carbonate electrolytes，DOI:?10.1016/j.jpowsour.2011.06.099，被引頻次：122

[4] The stability of organic solvents and carbon electrode in nonaqueous?Li-O-2?batteries，DOI:?10.1016/j.jpowsour.2012.05.021，被引頻次：101

[5] Effects of Electrolyte Salts on the Performance of?Li-O-2Batteries，DOI:?10.1021/jp311114u，被引頻次：76

NO.9 ?漢陽大學 Sun, Yang-Kook ?

上榜理由：ESI高被引作品11篇，其中以通訊作者身份發表4篇，總被引頻次509

上榜作品：

[1] Aprotic and Aqueous?Li-O-2?Batteries，DOI:?10.1021/cr400573b，被引頻次：170

[2] A nanostructured cathode architecture for low charge overpotential in?lithium-oxygen?batteries，DOI:?10.1038/ncomms3383，被引頻次：156

[3] Ruthenium-Based Electrocatalysts Supported on Reduced Graphene Oxide for?Lithium-AirBatteries，DOI:?10.1021/nn400477d，被引頻次：155

[4] Understanding the behavior of Li-oxygen cells containing Li，DOI:?10.1039/c5ta01399b，被引頻次：28

NO.10 ?美國西北太平洋國家實驗室 Zhang, Ji-Guang

上榜理由：ESI高被引作品13篇，其中以通訊作者身份發表2篇，總被引頻次328

上榜作品：

[1] Electrocatalysts for Nonaqueous?Lithium-Air?Batteries: Status, Challenges, and Perspective，DOI:?10.1021/cs300036v，被引頻次：226

[2] Ambient operation of?Li/Air?batteries，DOI:?10.1016/j.jpowsour.2010.01.022，被引頻次：102

由于小編水平有限，而且數據統計較為繁瑣，以上排名和數據難免出錯，懇請讀者批評指正。

下面，小編為大家介紹10篇鋰空氣電池領域入選ESI高被引的經典綜述

1、Li-O-2 and Li-S batteries with high energy storage[1]

?不同可充電電池的實際比能量以及預測行駛里程和成本價

針對鋰離子電池的不足，以電動汽車供能應用為著眼點，該文詳盡地介紹了兩種更具前景的鋰電池，即鋰硫電池和鋰空氣電池，它們各有優劣，但相比而言，鋰空氣電池更具發展潛力。

2、Electrical Energy Storage for the Grid: A?Battery?of Choices[2]

不同電池放電時間和額定功率的差異

文章介紹了鋰空氣電池在電網分段儲能方面的應用，利用鋰空氣電池在電網用電低谷期進行儲能，高峰期放電，緩解電網供電壓力，減少電能浪費。

3、Lithium-Air Battery: Promise and Challenges[3]

鋰空氣電池原理圖

文章主要介紹了鋰空氣電池可逆工作的原理，及其發展前景和面臨的挑戰。文章提到幾個主要觀點：電動汽車用電池最重要的四個指標分別是比能量、造價、壽命（即使用年限和里程）以及安全性；現今實用的電動汽車用電池正由金屬鎳氫化物向著鋰離子電池的方向發展；減少鋰空氣電池環境污染的四種電池結構；電解質和電池正極材料的電化學穩定性才是制約鋰空電池實用化的核心挑戰。

4、A Critical Review of Li/Air Batteries[4]

以泡沫Ni為基的鋰空氣電池氣體擴散陰極

該文論述了無水和水基電解質鋰空氣電池存在的限制，以及鋰空氣電池作為一個密閉系統所帶來的不足。針對這些限制因素，作者提出了鋰空氣電池未來發展的建設性意見，對制作強健、高儲能的鋰空氣電池，進行了展望。

5、Lithium–oxygen batteries: bridging mechanistic?understanding and battery performance[5]

鋰空氣電池的局限性

本文作者插層反應和轉換反應進行鋰離子貯存，以及某幾種鋰空氣電池的原理。同時，作者針對鋰空氣電池存在的不足，進行了較為詳盡的闡述和展望。

6、Graphene and Graphene-Based Materials for Energy?Storage Applications[6]

石墨烯空氣電極的形態

本文主要講了石墨烯在電能儲存上的應用。除了鋰空氣電池外，文章還介紹了石墨烯在鋰離子電池、超級電容器、鋰硫電池等方面的應用。對石墨烯電池材料感興趣的同學，文章難得，不容錯失。

7、Nanostructured electrodes for lithium-ion and lithium-air batteries:?the latest developments, challenges, and perspectives[7]

不同電解質情況下的四種鋰空氣電池結構

文章主要介紹了納米電極在鋰離子電池和鋰空氣電池中的應用，包括它們的前沿進展、面臨的挑戰和未來發展趨勢。

8.Nanostructured electrodes for lithium-ion and lithium-air batteries:?the latest developments, challenges, and perspectives[8]

一種鋰空氣電池，包括暴露在氧氣中的鋰離子正極材料和多孔負極

文章介紹了怎樣利用納米技術解決鋰空氣電池中存在的問題、鋰空電池的幾種陽極材料、插入化合物作為鋰離子電池的陰極材料、鋰空電池的浸氧陰極材料、電解質的原位性。

9. Challenges and opportunities of nanostructured materials for aprotic rechargeable lithium–air batteries[9]

質子鋰空氣電池原理圖

文章分別介紹了質子鋰空氣電池、電解質材料及納米陰極材料的研究現狀和機遇、空氣脫水膜等鋰空氣電池最新科技成果。

10. Review on mechanisms and continuum models of multi-phase?transport phenomena in porous structures of non-aqueous Li-Air?batteries[10]

IBM公司研發的吸氣鋰空氣電池

文章介紹了一種新型鋰空氣電池，即吸氣鋰空氣電池（air-breathing lithium-air battery）的原理和構造并詳細概述了該電池中的遷移和耦合現象。

接下來，我們將繼續推進鋰空氣電池專題，下一其中會帶領大家一覽鋰空氣電池最新熱點研究，馬上回來，不要走開。

參考文獻：
[1] Bruce P G, Freunberger S A, Hardwick L J, et al. Li-O2 and Li-S batteries with high energy storage.[J]. Nature Materials, 2012, 11(1):19-29.
[2] Dunn B, Kamath H, Tarascon J M. Electrical energy storage for the grid: a battery of choices.[J]. Science, 2011, 334(6058):928-35.
[3] Girishkumar G, Mccloskey B, Luntz A C, et al. Lithium?Air Battery: Promise and Challenges[J]. Journal of Physical Chemistry Letters, 2010, 1(14):2193-2203.
[4] Christensen J, Albertus P, Sanchez-Carrera R S, et al. A Critical Review of Li/Air Batteries[J]. Journal of the Electrochemical Society, 2012, 159(2).
[5] Lu Y C, Gallant B M, Kwabi D G, et al. Lithium–oxygen batteries: bridging mechanistic understanding and battery performance[J]. Energy & Environmental Science, 2013, 6(3):750-768.
[6] Zhu J, Yang D, Yin Z, et al. Graphene and Graphene-Based Materials for Energy Storage Applications[J]. Small, 2014, 10(17):3480-98.
[7] Song M K, Park S, Alamgir F M, et al. Nanostructured electrodes for lithium-ion and lithium-air batteries: the latest developments, challenges, and perspectives[J]. Materials Science & Engineering R Reports, 2011, 72(11):203-252.
[8] Song M K, Park S, Alamgir F M, et al. Nanostructured electrodes for lithium-ion and lithium-air batteries: the latest developments, challenges, and perspectives[J]. Materials Science & Engineering R Reports, 2011, 72(11):203-252.
[9] Wang J, Li Y, Sun X. Challenges and opportunities of nanostructured materials for aprotic rechargeable lithium–air batteries[J]. Nano Energy, 2013, 2(4):443–467.
[10] Yuan J, Yu J S, Sundén B. Review on mechanisms and continuum models of multi-phase transport phenomena in porous structures of non-aqueous Li-Air batteries[J]. Journal of Power Sources, 2015, 278(278):352-369.

本文由材料人編輯部科技情報組提供張文揚供稿，歡迎加入材料人編輯部，各路高手帶你玩轉學術，歡迎加入“材料人資源共享交流群 425218085”，求助你想要的任何學術資源。