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與臺式機相比，筆記本電腦同時兼具性能和便攜受到不少學生群體和上班族的喜愛。但與手機一樣，這一類擁有內置電池的數碼產品都會面臨電池老化、鼓包、續航下降的問題。為了重新擁有良好的續航體驗，一些用戶可能會考慮更換電池。
家好，今天我來給大家介紹一下大吉羅桶工，這是一種不需要糊形油的系統，只需要打拐油。每次打拐油需要三分鐘，每次打油的時間為三秒。我們現在走的是巴黎的三角，長度為120米，采用的是光刀和光環效果，為了錄制視頻，我不會夸大其詞。這個童工大約有一百三高，雕刻機的行程不夠，需要拆除石板。即使我們拆除了石板，道路也不太好走。巴黎的傾角大約有50度，如何避免反彈呢？今天我來給大家簡單介紹一下技巧。
在順殘留的時候，我們可以適當增加進退刀的圓弧，讓機床有一個緩沖和減震的過程，這樣可以避免在加工時出現反彈。進退刀時，我們可以使用空刀，不會影響加工效果。在加工邊界時，我們可以適當增加厚度，因為我們使用的是光刀，可以選擇走順材料邊界，這樣可以選擇走35度或者30度的圓弧，這樣可以讓材料更順暢地過渡，避免刻意接順。
現在我來給大家展示一下這個系統，為什么不用接近？我為什么不用成型刀？因為成型刀的刀鋒太長了，刀裝甲只有120毫米，韌性不足，容易出現反彈和吃刀現象。如何保證不需要刻意接順呢？我們可以先走出宮，如果走出來的路線比較順或者差，我們可以在精工中進行優化，這樣就不會出現刻意接順的情況了。
我現在已經走出宮了，走出來的路線已經比較順了。在磨刀的時候，我們可以將刀倒一個斜角，c零點一，我來簡單教一下如何倒c零點一。如果刀棒已經磨好了，我們可以將刀倒一個斜角，c零點一，這樣可以讓刀尖更順利地進入材料，避免出現反彈和吃刀現象。為什么要倒c零點一？這樣可以讓刀尖更順利地進入材料，避免出現反彈和吃刀現象。
一作者：Calvin D. Quilty
通訊作者：Esther S. Takeuchi，Amy C. Marschilok
通訊單位：美國紐約州立大學石溪分校
電化學儲能系統，特別是鋰離子電池和鋰離子電池系統，隨著便攜式電子設備的廣泛應用，在當代社會中無處不在。新興的存儲應用，如可再生能源發電和電動汽車的不斷擴大，也提出了一系列的功能需求。其中，電池循環的關鍵是電子和離子傳輸，它們決定了電池在不同應用條件下的能量輸出，以及電池中總能量的哪一部分可以被利用。
【主要內容】
在此，美國紐約州立大學石溪分校Esther S. Takeuchi教授和Amy C. Marschilok教授綜述了活性材料以及正負復合電極的電子和離子傳遞過程。其中，從材料的原子排列和電子傳導的短時間到大型電池循環多年，許多數量級的長度和時間尺度都具有相關性，對電池這種尺度多樣性的描述需要多種方法來獲得所涉及的運輸過程的完整視圖。同時，作者還提供了電極合理設計的策略，以及不斷提高電池能量密度、功率和壽命的電化學儲能系統所需的基礎知識。
相關研究成果“Electron and Ion Transport in Lithium and Lithium-Ion Battery Negative and Positive Composite Electrodes”為題發表在Chem. Rev.上。
【核心內容】
一、引言
電池等電化學儲能系統在當代社會中的作用迅速擴大，自1991年商業啟動以來，可充電鋰離子電池技術使便攜式電子設備（如移動電話和便攜式計算機）的廣泛應用成為可能，這也成為人們現代生活中的一部分。
其中，一些挑戰也接踵而至：1）鋰離子電池的成本仍然是一個挑戰，鋰儲量的可持續性存在擔憂。因此，使用可持續和低成本的材料，是開發具有高功率和能量密度的下一代電池技術的技術挑戰；2）與為內燃機加油所需的時間相比，目前的電動汽車電池需要更長的充電時間。
通過對其電化學機制的更多基礎理解，將為應對上述挑戰做出更多的貢獻。活性材料的選擇決定了熱力學開路電壓（E0），輸運過程決定了電化學儲能系統的負載電壓（E）。其中，電極中的離子和電子運輸過程將會影響電池電壓，了解潛在的運輸過程也是改進儲能系統的關鍵需求。
研究表明，離子和電子在電池循環過程中跨越多個尺寸域傳輸，從分子尺度到介尺度，并包括動態界面，這些過程的總和決定了電池的復雜系統。此外，從幾毫秒到幾天甚至幾年的時間尺度與全面了解設備所需的功能行為有關。為了在相關尺寸和時間上全面表征復雜的電池材料，必須采用許多不同的表征技術（圖1）。此外，原位表征方法已被證明是一項重大進步，非常適合了解局部阻抗的演變（圖2）。
圖1. 在多個長度和時間尺度上的非原位表征方法。
圖2. 在多個長度和時間尺度上的原位表征方法。
本文提供了對多個長度和時間尺度的傳輸過程的評估，重點是活性材料和電極設計。具體來說，作者聚焦涉及過渡金屬氧化物的正極和負極復合電極，不包括有關鋰金屬負極或正極轉化材料（如硫）。在原子/分子水平上，考慮了材料的基本氧化還原機制，然后討論了電極和電池水平內和通過電極水平發生的傳輸過程。同時，報告了實現電極合理設計以增加系統能量輸送的策略。最后，作者提供了持續推進電化學儲能系統，提高能量密度、功率和壽命的策略。
二、闡明原子氧化還原機制
電化學儲能系統充放電過程中發生的氧化/還原反應，是電池電壓和理論容量的主要決定因素。雖然在多個長度尺度（顆粒、介尺度/電極）上的簡單電荷傳輸對于增加工作系統的功能至關重要，但在原子/分子水平上發生的氧化還原機制是觀察到的電化學行為的基礎。這些機理按電化學反應的一般類型分類，包括（1）離子插層反應；（2）鋰金屬電極的沉積/剝離反應；（3）合金化反應；（4）轉化反應。闡明原子氧化還原機制的細節需要整合實驗和計算方法。事實證明，原位策略對于更全面地了解氧化還原過程很有價值，氧化還原過程可能涉及無法通過非原位測量獲得的時間相關現象。基于第一性原理（從頭算）方法的計算方法用于進一步了解原子尺度，包括電池電壓、材料電化學穩定性和離子擴散動力學。因此，通過使用先進的表征方法與計算相結合來幫助解釋實驗觀察結果，可以確定基本的氧化還原機制。
三、微晶尺寸和顆粒形貌對輸運的影響
活性材料的微晶尺寸和顆粒形態會顯著影響其在電化學電池中的行為。例如，納米材料通常用作電活性材料，其較大的表面積/體積比為離子運動提供了更短的途徑，相對于微米尺寸的材料，可以產生更高的功率和能量密度。同樣，設計具有不同形貌的納米結構，通常表現出性能優勢，包括電極/電解液界面處的更大表面積以實現離子傳輸，更高的體積膨脹耐受性以及減少了電子/離子擴散長度。然而，較大的表面積會對電活性材料的電化學產生不良的負面影響，電解液暴露增加會促進電解液分解、固體-電解質界面（SEI）的連續/不受控制形成以及過渡金屬溶解。因此，考慮具有微晶尺寸和形貌的電極材料對達到給定系統所需的能量密度至關重要。
四、電極設計注意事項
任何電池系統的目標都是在使用條件下充分利用正極和負極的活性材料。幾十年來，電池電極的架構和3D設計的重要性已被公認為重要的設計概念。同時，使用高負載電極可能是有益的，該設計可以通過最大限度地減少集流體、隔膜和封裝材料等非活性組件來提高整體系統級能量密度。然而，簡單地增加電極中每單位面積的活性材料負載并不能直接轉化，被整個電極充分利用，增加傳統電極的厚度不可避免地會延長電荷傳輸距離，并且傳輸限制使得活性材料的充分利用只能在低到中等倍率下實現。因此，應該著重考慮：
1）提高電子電導率；
2）促進離子傳輸；
3）豐富電極表征策略；
五、展望與總結
電動汽車和消費電子產品的未來技術驅動因素將繼續推動更高的能量密度發展，在固定儲能方面，長日歷壽命和降低成本仍然是主要挑戰。單一系統無法適應上述所有挑戰，因此需要圍繞各種電池材料、化學成分和架構進行持續的研究工作。
儲能領域的基礎研究在過去十年中取得了重大成就。具體而言，研究已經探索了（i）探索了含有尖晶石，隧道和層狀材料的非水性和水性系統的原子反應機制，（ii）四個長度尺度（原子，微晶，顆粒/附聚物和電極水平）的離子和電子傳輸，這是實現高倍率性能和可逆性以及影響電化學儲能系統的極化和發熱所必需的， （iii）動態固-固界面（包括襯底、粘結劑和導電添加劑）的影響，以及在活性材料形成的界面和界面的作用，以及（iv）對厚多孔電極結構的設計和功能的基本理解。此外，利用原位方法與先進的表征方法、密度泛函理論計算和新穎的連續體多尺度建模方法的有效集成已被利用來獲得這些基本見解。
儲能系統未來研究方向將優先考慮研究支撐電網儲能和運輸電池的基礎科學，例如（i）使用先進的合成來定制結構，（ii）調整材料和化學物質的功能，以減少降低性能的副反應，（iii）使用先進的分析和建模工具來探測各種時間和空間的反應，以及（iv）利用連續介質建模工作來幫助推動研究，以實現最佳電極結構和電解液組成。
【文獻信息】
Calvin D. Quilty, Daren Wu, Wenzao Li, David C. Bock, Lei Wang, Lisa M. Housel, Alyson Abraham, Kenneth J. Takeuchi, Amy C. Marschilok,* and Esther S. Takeuchi*, Electron and Ion Transport in Lithium and Lithium-Ion Battery Negative and Positive Composite Electrodes, 2023, Chem. Rev., https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.2c00214