【儀表網 研發快訊】近日，四川大學化學工程學院王貴欣教授團隊在《Advanced Energy Materials》期刊發表了題為“Simultaneously Preventing Oxygen Evolution, Structure Degradation, and Thermal Release in Lithium-rich Layered Oxides via in Situ Surface Anchoring Negative Thermal Expansion Material”的研究論文(https://doi.org/10.1002/aenm.202503693)。該論文第一作者為我校化工學院2023級碩士研究生丁寧波。
富鋰層狀氧化物(LRLOs)在高壓長循環過程中，會發生不可逆晶格氧析出，嚴重制約了其持續發展。另外，電極材料循環過程中產生的熱與形變會降低性能，嚴重時也會引起熱失控、燃爆等安全問題。為應對該挑戰，研究團隊提出了“原位錨定負熱膨脹材料”的創新解決方案，構建了兼具“氧抑制-應變補償-界面穩定-結構與熱穩定性改善”的四重協同體系，獲得了比物理混合改性好的效果。錨定負熱膨脹材料ZrW2O8的Li1.2Ni0.2Mn0.6O2表現出好的電化學性能，為能源材料的性能提升提供了新思路，有望解決電池容量衰減和燃爆安全的痛點問題，推動電池產業健康發展。
此外，在固態電解質領域，該團隊基于結構、界面、熱和力的協同調控機制，設計開發了負熱膨脹材料改性的PVDF基復合固態電解質，將其與金屬鋰和不同正極材料組裝成全固態電池，在不加任何液態電解液和壓力的情況下，展現出好的性能，為低成本高性能固態電池的應用提供了新策略。相關研究成果發表在《ACS Applied Materials & Interfaces》(https://doi.org/10.1021/acsami.4c22175)上，該論文第一作者為我校化工學院2022級碩士研究生甄云鵬。
為了進一步提高固態電解質的柔韌性和溫度使用范圍，研究團隊構筑了高度交織層級多尺度網狀結構離子凝膠，在-100~120ºC有好的結構完整性和力學性能，將其與碳布組裝成全固態超級電容器，在無加液體電解液和壓力的情況下具有好的循環穩定性。而且，該凝膠固態電解質也表現出好的應變與溫度傳感性能及抗菌性，為可穿戴自供電電子設備的開發提供了新路徑。相關研究成果發表在《Materials Horizons》(https://doi.org/10.1039/D5MH01771H)上，該論文第一作者為我校化學工程學院2023級碩士研究生馬東旭。
上述工作的通訊作者是王貴欣教授，四川大學為唯一署名單位和通訊單位。
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