近日，四川大学化学工程学院王贵欣教授团队在《Advanced Energy Materials》期刊发表了题为“Simultaneously Preventing Oxygen Evolution, Structure Degradation, and Thermal Release in Lithium-rich Layered Oxides via in Situ Surface Anchoring Negative Thermal Expansion Material”的研究论文(https://doi.org/10.1002/aenm.202503693)。该论文第一作者为我校化工学院2023级硕士研究生丁宁波。
富锂层状氧化物(LRLOs)在高压长循环过程中，会发生不可逆晶格氧析出，严重制约了其持续发展。另外，电极材料循环过程中产生的热与形变会降低性能，严重时也会引起热失控、燃爆等安全问题。为应对该挑战，研究团队提出了“原位锚定负热膨胀材料”的创新解决方案，构建了兼具“氧抑制-应变补偿-界面稳定-结构与热稳定性改善”的四重协同体系，获得了比物理混合改性好的效果。锚定负热膨胀材料ZrW2O8的Li1.2Ni0.2Mn0.6O2表现出好的电化学性能，为能源材料的性能提升提供了新思路，有望解决电池容量衰减和燃爆安全的痛点问题，推动电池产业健康发展。
此外，在固态电解质领域，该团队基于结构、界面、热和力的协同调控机制，设计开发了负热膨胀材料改性的PVDF基复合固态电解质，将其与金属锂和不同正极材料组装成全固态电池，在不加任何液态电解液和压力的情况下，展现出好的性能，为低成本高性能固态电池的应用提供了新策略。相关研究成果发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》(https://doi.org/10.1021/acsami.4c22175)上，该论文第一作者为我校化工学院2022级硕士研究生甄云鹏。
为了进一步提高固态电解质的柔韧性和温度使用范围，研究团队构筑了高度交织层级多尺度网状结构离子凝胶，在-100~120ºC有好的结构完整性和力学性能，将其与碳布组装成全固态超级电容器，在无加液体电解液和压力的情况下具有好的循环稳定性。而且，该凝胶固态电解质也表现出好的应变与温度传感性能及抗菌性，为可穿戴自供电电子设备的开发提供了新路径。相关研究成果发表在《Materials Horizons》(https://doi.org/10.1039/D5MH01771H)上，该论文第一作者为我校化学工程学院2023级硕士研究生马东旭。
上述工作的通讯作者是王贵欣教授，四川大学为唯一署名单位和通讯单位。
