四川大学化工学院王贵欣教授团队在高性能高安全能源材料领域取得系列进展

　　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。