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))