近日，我校化学工程学院多能转化材料与器件652创新团队聚焦先进储能材料结构调控与界面优化，围绕锂离子电池、钠离子电池及水系储能体系开展系列研究，相关成果发表于 ACS Sustainable Chemistry & Engineering、ACS Applied Materials & Interfaces、Electrochimica Acta 等国际权威SCI期刊，为高性能储能器件开发提供了新的材料设计思路。
成果一：Sb-Induced Coherent Twin-Phase Engineering for Structural Pinning and High-Voltage Stabilization of Ni-Rich Layered Cathodes
针对高镍层状氧化物正极在高电压循环过程中因H2-H3相变、晶格应变累积和晶格氧析出导致结构退化、循环寿命不足的问题，研究团队提出微量锑掺杂的晶格调控策略，在高镍正极内部构筑共格孪晶相结构，实现材料高电压结构稳定化。研究表明，锑掺杂诱导形成的共格孪晶界面能够连接层状结构与局部类岩盐相，在保持层状氧骨架完整性的同时，有效抑制H2-H3相变引起的晶格收缩和应力集中。此外， Sb-O增强的键合作用提高了氧空位形成能（由1.82 eV提升至2.75 eV），有效稳定晶格氧，减少氧析出及过渡金属溶出，进一步提升材料结构稳定性。优化后的0.75Sb-NCM正极在0.1 C下放电容量达到209.61 mAh g-1，在2.8–4.5 V高电压范围、1 C倍率循环200次后容量保持率达到85.56%，明显优于未掺杂样品（70.22%）。该研究通过构筑具有应力缓冲作用的共格孪晶结构，为高电压、高能量密度锂离子电池高镍正极材料设计提供了新的调控路径。该成果发表于国际期刊 ACS Sustainable Chemistry & Engineering。论文第一作者为我校化学工程学院硕士研究生蒋天，通讯作者为化学工程学院雷英副教授、李建营博士。研究得到四川省中央引导地方科技发展项目（2024ZYD0303）和四川轻化工大学652创新团队项目（SUSE652B008）等资助。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.6c02178
成果二：Unlocking bimetallic activity in KCoFe(CN)₆ through solvation structure reconstruction for high-voltage aqueous zinc-ion batteries
针对水系锌离子电池中高电压正极材料的Co2+/Co3+氧化还原活性受析氧反应限制的问题，研究团队在2 M ZnSO4电解液中引入30 vol% DMF，成功重构了Zn2+的溶剂化结构，将电化学稳定窗口拓宽至2.0 V。光谱分析与分子动力学模拟表明，DMF进入初级溶剂化鞘形成紧凑杂化结构，有效抑制了水氧化，从而促进KCoFe(CN) 6正极中Fe/Co双金属氧化还原反应。基于该电解液调控策略，所构建全电池在0.1 A g-1下比容量达130 mAh g-1（较常规电解液提升78%），1.0 A g-1下循环500圈后容量保持率83.6%，库伦效率近100%。非原位XRD和XPS证实了Zn²⁺的高度可逆（脱）嵌入及Fe/Co双金属协同氧化还原机制。该研究为高能量密度水系电池的电解液设计提供了新思路。该成果发表于国际权威期刊ACS Applied Materials & Interfaces，论文第一作者为我校化学工程学院青年教师邱策博士，通讯作者为雷英副教授。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.6c00025
成果三：Synergistic bandgap regulation and conductive network engineering for high-rate and long-life Na3V2(PO4)3 cathodes
针对钠离子电池正极材料Na3V2(PO4)3（NVP）电子导电性不足、Na⁺扩散动力学缓慢以及高倍率循环性能受限等问题，研究团队提出Sb掺杂与碳纳米管复合相结合的结构调控策略，构建S0.03-NVP/C@CNTs复合正极材料。研究发现，Sb3+进入NVP晶格后取代部分V3+位点，形成稳定SbO6结构单元，调节材料电子结构，使能带间隙由1.34 eV降低至1.04 eV，提高电子传输能力。同时，CNTs在颗粒之间构筑连续导电网络，加快电子传输并提升活性材料利用率。优化后的Sb0.03-NVP/C@CNTs正极在0.1 C下实现121.2 mAh g-1可逆容量，在10 C倍率循环1500次后容量保持率达到90.5%；在20 C高倍率循环9000次后仍保持82.9%的容量保持率，Na+扩散速率提升1~2个数量级，表现出优异的倍率性能和循环稳定性。该研究通过晶格电子结构调控与导电网络构筑相结合，实现了NVP正极材料结构稳定性和电化学性能的同步提升，为高性能钠离子电池材料设计提供了新方向。该成果发表于国际期刊 Electrochimica Acta。论文第一作者为化学工程学院硕士研究生陶志林，通讯作者为陈金龙博士、雷英副教授。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.electacta.2026.148658
三项研究均得到四川轻化工大学652科研创新团队项目（SUSE652B008）及相关省市级科研项目支持。团队将持续围绕先进储能材料设计、界面调控及器件应用开展研究，为新型能源存储技术发展提供理论基础和技术支撑。
撰稿：雷英 初审：李妍妍 复审：程纯儒 终审：何泽彬
