摘要：宫勇吉，北京航空航天大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。2011年在北京大学化学与分子工程学院，获得本科学位；2015在美国莱斯大学获得博士学位；2016—2017在美国斯坦福大学崔屹院士课题组从事博士后研究；2017年（28岁）加入北京航空航天大学材料科

宫勇吉，北京航空航天大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。2011年在北京大学化学与分子工程学院，获得本科学位；2015在美国莱斯大学获得博士学位；2016—2017在美国斯坦福大学崔屹院士课题组从事博士后研究；2017年（28岁）加入北京航空航天大学材料科学与工程学院教授、博士生导师。入选2017福布斯中国30位30岁以下精英榜。

主要研究方向为二维（2D）材料的规模化合成及其在新能源、信息器件方面的应用，包括锂金属电池、半导体器件等。在材料学相关领域以通讯作者或第一作者发表顶级期刊上百篇，包括Nature Synthesis, Nature Nanotechnology, Nature Materials, Nature Communications, Advanced Materials等。

个人主页：http://shi.buaa.edu.cn/gongyongji/en/index.htm.

2024年，宫勇吉教授在Nat. Commun.、AEM和AFM等顶级期刊连续发表多篇高水平文章。

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Nat. Commun.：高能LMBs中的宏观均匀界面层与Li+传导通道

锂（Li）金属被认为是高能量密度可充电电池中替代石墨负极的最终负极材料。采用高面积容量正极（>6 mAh cm-2）和低电解液注入因子（450 Wh kg-1）。

然而，由于Li枝晶的生长、无限体积膨胀、副反应以及循环过程中的粉碎等问题，高能量密度的锂金属软包电池在一定的循环后往往会遇到突然失效的问题。此外，大量的晶界固态电解质界面，无论是自然产生的还是人工设计的，都会导致Li金属沉积不均匀，进而导致锂金属电池（LMBs）性能不佳。

基于此，北京航空航天大学宫勇吉教授和翟朋博博士、上海空间电源研究所杨承博士（共同通讯作者）等人报道了一种锂离子选择性传输层，以实现高效且无枝晶的Li金属负极。

逐层组装的质子化氮化碳纳米片具有均匀的宏观结构，无晶界面。基面上有序孔隙的氮化碳提供了具有低弯曲度的高速锂离子传承通道。因此，所组装的324 Wh kg-1软包电池具有300次稳定循环性，容量保持率为90.0%，平均库仑效率高达99.7%。超致密锂金属负极使无集流负极成为可能，实现7 Ah电池（506 Wh kg-1，160次循环）的高能量密度和长循环寿命。本研究证实具有锂离子导电通道的宏观均匀界面层可以实现具有良好应用潜力的LMBs。

Macroscopically uniform interface layer with Li+ conductive channels for high-performance Li metal batteries. Nat. Commun., 2024, https://doi.org/10.1038/s41467-024-54310-1.

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AFM综述：宽温域锂电池的机遇与挑战

可充电锂电池（RLBs）的发展为解决当今时代面临的能源短缺、气候变化等问题做出了巨大贡献。随着RLBs的应用领域从便携式设备向大型电气设备的扩展，迫切要求RLBs能够在大范围的温度下稳定工作。宽温域RLBs的设计越来越受到科学们的重视。因此，有必要对宽温域RLBs领域的最新发展进行及时而关键的概述。

基于此，北京航空航天大学宫勇吉教授和翟朋博博士、国防科技创新研究院Wenlei Luo（共同通讯作者）等人报道了宽温域RLBs的最新发展情况。

在文中，作者特别关注温度对电极材料、电解质和电极/电解质界面的影响，试图阐明在宽温度范围内工作影响RLBs电化学性能的关键参数。此外，作者还总结了提高RLBs宽温域性能的三种具有代表性的改性策略，包括电极材料设计、电极/电解质界面调节和电解质成分调节。最后，作者还提出了在低温和高温条件下寻找提高RLBs电化学性能的有效方法的新见解，为宽温域RLBs的发展提供了新的视角。

Lithium Batteries Operating at Wide Temperatures: Opportunities and Challenges. Adv. Funct. Mater., 2024, https://doi.org/10.1002/adfm.202417923.

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AEM：钠金属电池异质界面内离子吸附-插层诱导共形钠金属沉积

钠（Na）金属具有较高的理论容量（1166 mAh g-1）、较低的氧化还原电位、丰富的储量和较低的成本等优点，使得可充电钠金属电池被认为是锂电池的理想替代者，在大规模储能等领域具有广阔的应用前景。然而，Na枝晶生长和电极-电解质界面不稳定性阻碍了其实际应用。

基于此，北京航空航天大学宫勇吉教授和翟朋博博士（共同通讯作者）等人报道了一种新的吸附-嵌入机制，以指导在沉积/剥离过程中高度可逆和稳定的亲钠界面内的共形Na沉积。具体而言，作者制备了一种覆盖绝缘g-C3N4（记为g-C3N4/3D-C）的3D碳支架（3D-C），并将其用作金属钠的多孔载体，其中亲钠性的g-C3N4层具有丰富的Na离子导电通道，保证了Na+通量均匀，使Na镀均匀。

在本文中，Na离子首先吸附在g-C3N4层的N原子六方环中心，然后插入到g-C3N4与3D-C之间的异质界面中，实现了独特的表面吸附-插层过程，引导共形Na沉积，抑制Na枝晶生长。由于避免了合金化反应，有效地抑制了活性金属Na粉化和脱离的危险。

此外，三维（3D）结构有效地降低了局部电流密度，减轻了沉积/剥离过程中的体积变化，进一步抑制了Na枝晶的形成。结果表明，利用g-C3N4/3D-C组装的半电池在1 mA cm-2和1 mAh cm-2下循环超过2000次，平均库仑效率（CE）高达99.92%。在5 mA cm-2和10 mAh cm-2的严格测试条件下，实现了长时间循环稳定性，CE高达99.94%。

此外，使用g-C3N4/3D-C和Na3V2(PO4)3（NVP）的电池具有良好的高倍率相容性和循环稳定性，循环次数超过650次，容量保持率高达87.57%。本研究提出的亲Na异质界面构建策略为设计高性能金属Na负极提供了新的思路。

Conformal Sodium Deposition Facilitated by Ion Adsorption-Intercalation Process within Hetero-Interface for Stable Sodium Metal Batteries. Adv. Energy Mater., 2024, https://doi.org/10.1002/aenm.202403258.

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来源：华算科技