第一作者：郑景旭
通讯作者：Lynden A. Archer教授，郑景旭
通讯单位：美国康奈尔大学
研究表明，大多数电池电极材料都具有结晶性质，从原子结构的角度来看，晶体是各向异性的。无论材料处于静止状态还是受到外部刺激，其固有的结构各向异性可能会产生有利的取向和各向异性。在此，美国康奈尔大学Lynden A. Archer教授和郑景旭博士通过控制电化学活性材料的晶体学各向异性，来探索储能系统中未开发的参数，从而为材料创新和设计提供了新的机会。为此，作者认为具有晶体结构的电极，与其无织构的多晶或单晶类似物相反，是商业化可充电电池中有希望的候选者。基于电化学电池的基本原理，表明具有优选取向的晶体织构电极，在面外朝向电极排列代表了利用晶体各向异性特性的最佳策略。对不同类型各向异性的详细分析得出了一个简单但有用的一般原则，即“Pec//Pc” 纹理适用于金属负极，而“Pec//Sc” 纹理适用于插入式电极。
相关研究成果“Crystallographically Textured Electrodes for Rechargeable Batteries: Symmetry, Fabrication, and Characterization”为题发表在Chem. Rev.上。
【核心内容】
1.总体概况
电化学系统耦合了两个具有独特化学电位特征的氧化还原反应，根据电极上的电位差产生电压，并在连接到外部负载时为其提供电能。虽然理论上对电池中使用的活性电极材料可以采用的形式没有限制，但通常是两个固态电极，电池充放电循环过程中直接利用了固态电极材料的一级结构相变，其普遍瓶颈是这种相变导致的较差可逆性使得电池寿命受到限制。因此，下一代电池系统的成功开发取决于有效抑制由电极所涉及的固态反应决定的特定不可逆源。
同时，无论化学性质如何，几乎所有固态电极材料的一个共同特征是它们的结晶度，周期性晶格决定了宏观材料的物理特性和方向响应，可根据电化学反应的性质进行分类：插层反应、转化反应和沉积/剥离反应。可以说，发现适用于电池电极材料的全新晶体结构的速度已经放缓，世界范围内的大部分研究工作都集中在基于一组已知晶体结构的材料开发上，经验表明这些晶体结构可以满足复杂的，有时甚至是相互矛盾的商业化要求。为此，已经从不同角度提出了许多性能提升方法，例如，化学掺杂，尺寸和形貌控制，界面设计，电极架构设计，电解液设计，电池配置设计等。
图1.电池电极的代表性晶体结构示意图
在这篇综述中，
