加速高功率快充鋰離子電池及其關(guān)鍵材料的研制，不僅可以緩解當(dāng)前電動(dòng)汽車的充電問(wèn)題，更能有望強(qiáng)化部隊(duì)軍用戰(zhàn)車、艦船、雷達(dá)、無(wú)人機(jī)、醫(yī)療器械和通訊系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)性和靈活性，保證軍事任務(wù)的時(shí)效與可靠。其中，負(fù)極對(duì)鋰離子電池在大電流密度下進(jìn)行充放電的容量大小、穩(wěn)定性和安全性具有重要影響。

近日，我校材料學(xué)院低維材料與光/電化學(xué)技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)景盼盼副教授與美國(guó)佐治亞理工學(xué)院劉美林教授/華南理工大學(xué)趙伯特教授/臺(tái)灣師范大學(xué)王禎翰教授的科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)出版社（Royal Society of Chemistry，簡(jiǎn)稱RSC）旗下的頂級(jí)期刊Energy & Environmental Science（中科院1區(qū)，最新IF=32.4）發(fā)表題為“Tailoring the Wadsley-Roth Crystallographic Shear Structures for High-Power Lithium-ion Batteries”的研究型學(xué)術(shù)論文，并提出：多價(jià)態(tài)陽(yáng)離子驅(qū)動(dòng)剪切晶體結(jié)構(gòu)調(diào)控新策略，提升Wadsley-Roth鈮基氧化物的大功率儲(chǔ)鋰性能。即：利用低價(jià)態(tài)Ti⁴⁺抑制部分WO₄四面體形成，高價(jià)態(tài)W⁶⁺促進(jìn)大尺度Block形成，并對(duì)Block邊界的局域電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控。該成果不僅研制出了具有超高倍率和循環(huán)穩(wěn)定性的新型剪切相三元金屬TiNbWO負(fù)極材料（在15 A/g下的比容量為103.7 mAh/g）和優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性（在5 A/g下循環(huán)4900次后，容量保持率為80%），有望促進(jìn)電動(dòng)汽車領(lǐng)域和我國(guó)軍事領(lǐng)域用高功率快充鋰離子電池的高速發(fā)展，而且為拓展現(xiàn)有Wadsley-Roth材料體系開(kāi)辟出一條新方向，并提高我校在能源/材料科學(xué)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外影響力。陜西科技大學(xué)為第一單位，佐治亞理工學(xué)院劉美林教授、華南理工大學(xué)趙伯特教授和臺(tái)灣師范大學(xué)王禎翰教授分別為共同通訊作者。

文章信息： P. Jing, M. Liu, H. Ho, Y. Ma, W. Hua, H. Li, N. Guo, Y. Ding, W. Zhang, H. Chen, B. Zhao*, J. Wang* and M. Liu*, Energy Environ. Sci., 2024, DOI: 10.1039/D4EE02293A.https://doi.org/10.1039/D4EE02293A

（核稿：王卓 編輯：趙誠(chéng)）