回顾经典，许康教授被引超1000+论文回顾！

许康教授，本科毕业于西南大学化学系，硕士毕业于中科院兰州化物所高分子化学专业，博士毕业于美国亚利桑那州立大学。许康教授是材料研究学会会士（MRS Fellow）,电化学学会会士（ECS Fellow） 、美国陆军研究院院士 (ARL Fellow)、水相电化学团队负责人和马里兰大学科利奇帕克分校兼职教授。许康博士从事电解质材料和界面化学研究30余年，他的代表性研究包括新型电解液材料（溶剂、锂盐、添加剂、非易燃电解液）的设计和合成，以及基础界面和相间过程化学，对超浓缩水系电解液、电池化学和相间研究具有开创性意义。

其中，共发表300余篇文章，25项专利，在5本专著中贡献章节，其中2004年和2014 年在 Chemical Reviews 上发表的两篇综述文章被世界各国学者奉为“电解液圣经”，他对锂离子电池和材料发展历史的记述（Chemical Reviews, 2018; Nature Energy, 2021）被认为最公正、最准确的记录。自2018年以来，多次入选Clarivate® 全球0.1% “高被引作者”，并且被斯坦福大学The Standardized Citation Metrics Author Database Annotated for Scientific Field 评为最有影响力的前0.05%科学家。同时，许康教授曾获得马里兰大学2015年度发明奖、2017国际电池协会技术奖、美国国防部2017年度科学家奖和2018年度电化学会电池分会研究奖。

接下来小编重新回顾许康教授发表的被引次数超过1000次的部分经典高质量文章，希望给相关领域科研工作者带来一丝启发。

1、Chem. Rev.：非水系可充锂电池液态电解液设计

电解液在所有电化学器件中无处不在且不可或缺，其基本功能与器件的多种化学性质相独立。从这个意义上说，电解液在电解电池、电容器、燃料电池或电池中的作用将保持不变，即作为一对电极之间以离子形式转移电荷的介质。自锂离子技术问世以来，已有多篇综述从不同角度总结了这一新技术所积累的知识，最新的综述发表于2003年。由于电解液在循环过程中与正极和负极材料都有密切的相互作用，因此几乎每篇综述都讨论了电解质对电池性能的影响。另一方面，人们的注意力一直集中在电极材料上，尤其是负极，而电解液作为电池的一个重要组成部分，还没有在任何专门的综述中得到全面论述。

为此，许康教授在2004年全面总结了1990年至2003年之间的锂基电池电解液的研究成果，范围包括其离子学、相图、与正负极材料的界面、化学稳定性、热特性和极端温度下的性能以及安全特性。在遇到涉及电解液和其他电池组件的跨学科课题时，重点放到了电解液的作用和影响上。此外，许康教授还对一些新型电解液进行了详细总结回顾。

相关论文以“Nonaqueous Liquid Electrolytes for Lithium-Based Rechargeable Batteries”为题发表在Chem. Rev.。（被引次数：7751）

文章链接：https://doi.org/10.1021/cr030203g

2、Chem. Rev.：锂离子电池及其他电池中的电解液设计和SEI进展

电池中的电解液与正负极的特性匹配息息相关，因此原则上新的电化学技术会促进新的电解液组分得以开发。然而，与正极研究的主动动力学相比，电解液的进步在过去十年中是缓慢的，电解液依旧以六氟磷酸锂（LiPF₆）盐和有机碳酸类溶剂为主，造成这种相对僵局可归因于三个不同但相互依存的因素：（1）电解液成分（尤其是溶剂）对电极的工作电位而不是容量更敏感；（2）在电极表面形成“固体电解质界面”（SEI）的基本知识的重大进步的帮助下，更有效地设计和使用电解液添加剂成为习惯做法；（3）最重要的是，受成本考虑的限制，电池行业一直不愿意改变现有的供应链。

为此，许康教授总结了过去十年电解液取得的进步，其仅涵盖非水系液态、聚合物或聚合物凝胶电解质，不包括玻璃/结晶/陶瓷以及水性电解质。除了介绍新的电解液成分外，还将有很大一部分专门介绍对任一电极上的界面的新理解，这已成为几乎所有电解液工作不可或缺的一部分，包括它们的化学性质、形成机制、持续生长以及它们之间的锂传输特性。最后，许康教授为了避免简单地记录“谁做了什么”，本评论继承了其2004年的传统，对引用的文献进行了批判性审查，以便为读者的利益提供深入的分析或有见地的评论。

相关论文以“Electrolytes and Interphases in Li-Ion Batteries and Beyond”为题发表在Chem. Rev.。（被引次数：4556）

文章链接：https://doi.org/10.1021/cr500003w

3、Science：“盐包水”电解液助力高压水系锂离子电池

锂离子应用过程中，人们对其安全性、成本和环境影响产生了担忧。其中，这些担忧大多来自承受化学物质的高压所需的非水系电解液，酯类溶剂高度易燃，并且与电极和锂盐（LiPF₆）热不稳定且毒性极强。虽然水系电解液可以解决这些问题，但它们的电化学稳定性窗口太窄，无法支持锂离子电池中使用的大多数电化学对。在常规水系电解液中，锂离子电池通常仅限于低电压（<1.5 V） 和低能量密度（<70 Wh/kg），通常导致容量快速衰减和库仑效率降低。

为此，许康教授等人在初始充电过程中通过通过将极高浓度（摩尔浓度>20 m）的LiTFSI溶解在水中而获得“盐包水”电解液，这使得形成含阴离子的锂离子溶剂化结构，使其在正极表面由阴离子还原形成致密的中间相。同时，水在如此高浓度下的电化学活性大大降低，这种高浓度的盐包水电解液提供了~3.0 V的扩展电化学稳定性窗口。此外，通过使用模型电化学耦合物（LiMn⁺₂O₄和 Mo₆S₈）构建的全水系锂离子电池的开路电压为2.3 V，在低（0.15 C）和高（4.5 C）倍率条件下循环1000次，库仑效率接近100%。

相关论文以““Water-in-salt” electrolyte enables high-voltage aqueous lithium-ion chemistries”为题发表在Science。（被引次数：3017）

文章链接：https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.aab1595

4、Chem. Rev.：全方位审视锂电池系统

作为人类历史上最杰出的技术之一，锂离子电池（LIBs）自20世纪90年代初首次商业化以来，已经极大地改变了人们的生活，而其衍生后代的材料和化学成分的不断改进可能会决定能源的未来。与许多科学发现不同，LIBs的诞生并非一蹴而就。电池（或任何电化学装置，如燃料电池或双层电容器）是一个由多个组件组成的系统。要使这样一个系统发挥作用，其中的所有组件必须在电化学上同步。LIB的漫长发展史见证了这种同步化，而这种同步化是与插层科学和材料的发展同步进行的。

为此，许康教授等人总结了涵盖了最终导致锂离子电池诞生的一系列关键发现和技术成就，详细回顾了一些巧妙的设计、偶然的发现、有意的突破和欺骗性的误解，其从锂元素的发现到其电化学合成；从插层主材料的开发到双插层电极的概念；从对石墨插层行为的误解到对相间的理解。将所有关键部件（负极、正极、电解液、固体电解质相间层）整合到一个复杂的电化学装置中，将这些原本不协调的部件相互连接起来所面临的挑战往往超过了它们各自的优点和自身特性的限制。这些重要的经验对于未来几代更具侵略性的电池化学性质可能仍然适用，包括重新审视的锂金属负极、转换反应型化学性质（如锂/硫、锂/氧和金属氟化物）以及二价阳离子插层。

相关论文以““Before Li Ion Batteries”为题发表在Chem. Rev.。（被引次数：1768）

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.8b00422

5、Nature Nanotech.：设计具有不易燃性质的锂金属电池电解液

锂离子电池（LIBs）的能量密度已逐渐接近插层化学所允许的容量上限（300 Wh kg^-1）,要将锂离子电池的容量提高到500 Wh kg^-1，就必须采用更激进的化学方法，如转换反应或高电压/高容量插层正极，丹所有这些方法都需要金属锂作为负极。然而，由于锂金属负极和这些侵蚀性正极的高反应性，使得可充电锂金属电池（LMBs）的实际应用面临诸多基本挑战。由于锂金属电池具有高反应性，因此在运行时库仑效率一直很低，这意味着电解液和锂的消耗都很快，导致循环寿命短，其不均匀的成分和形貌会导致锂枝晶生长，从而影响LMBs的循环寿命和安全性。

为此，许康教授等人报道了一种不易燃的电解液，它对锂金属负极和高电压/高容量正极都具有出色的稳定性。其中，电解液由1 M LiPF₆溶解在FEC:FEMC:HFE重量比为2:6:2的混合物中，与之前报道的在负极侧阻抗增加的含氟电解液不同，这种全氟电解液可实现高达99.2%的锂沉积/剥离库仑效率，并在不增加界面阻抗的情况下抑制锂枝晶突起，且还能形成厚度为5-10纳米的高氟化中间相，有效抑制电解质氧化和过渡金属溶解，从而使得NMC811（库仑效率约为99.93%）正极稳定循环。更加重要的是，Li||NMC811电池（第450次循环时保持率为90%）和Li||LCP电池（第1000次循环时保持率为93%）都获得了前所未有的循环稳定性。

相关论文以“Non-flammable electrolyte enables Li-metal batteries with aggressive cathode chemistries”为题发表在Nature Nanotech.。（被引次数：1106）

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41565-018-0183-2

本文由材料人CYM编译供稿。