2019年12月3日，清华年夜学质料学院唐子龙教授课题组于《进步前辈能源质料》（Advanced Energy Materials）上发表题为“具备类玻璃-陶瓷相的高倍率钒酸盐锂离子电池正极质料”（Glass‐Ceramic‐Like Vanadate Cathodes for High‐Rate Lithium‐Ion Batteries）的研究结果。该研究于高倍率钛酸锂水合物电极质料（Nature Co妹妹unications, 2017, 8: 627）的研究基础上，进一步解决了纳米电极质料低体积能量密度、低库伦效率和容量迅速衰减等问题。

于锂离子电池中，纳米电极质料具备短程离子扩散间隔及快速反映动力学的上风，可是太高的比外貌积使其于电极制备及轮回历程中易发生颗粒团圆并与有电机解液发生严峻副反映；而微米级电极质料虽然可以有用降低与电解液的接触面积，提高压实密度，可是其离子扩散能力通常不足以满意离子短期的快速嵌入及脱出。是以，设计一种同时具备快速离子通道及低比外貌积的微米级致密纳米晶质料可有用解决上述问题。与传统自下而上合成纳米-微米质料的要领（如喷雾造粒、共沉淀自组装等）差异，该研究接纳了一种自上而下的微米-纳米质料合成战略——起首合成微米级钒酸盐先驱体，再经由历程低温相改变历程引入类玻璃-陶瓷相中间态，同时晶粒发生细化，从而获得微米级致密纳米晶电极质料。这类具亚洲必赢24小时客服-备类玻璃-陶瓷相的钒酸盐电极质料不仅具备富厚的晶界/相界面，以保证锂离子的快速传输，同时具备较小的比外貌积，以削减与电解液之间的外貌副反映。基在上述上风，该钒酸盐正极质料体现出优秀的年夜倍率、高容量及长轮回的电化学性能。这一合成战略对于其他先驱体为水合物的过渡金属氧化物电极质料一样具备普适性，也为储能质料中的微米-纳米结构设计提供新思绪。该论文的通信作者为清华年夜学质料学院唐子龙教授、美国麻省理工学院王诗童博士及董岩皓博士，第一作者是清华年夜学质料学院2016级博士生李禹彤。该研究获得了国家天然科学基金的资助。

图1 热处置处罚历程中的（a）原位XRD；（b）小角度区域的等值线图

（c）晶粒尺寸变化.；（d）热处置处罚历程中相改变示用意。

图2 类玻璃-陶瓷相钒酸盐正极质料的（a-d）电化学性能

以和（e）与其他钒基正极质料的倍任性能对于比。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201903411

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