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蘭州理工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在鋰離子電池快速充電研究中取得重要進(jìn)展
來(lái)源：儲(chǔ)能研究院
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2025-10-29

近日，我校儲(chǔ)能材料及系統(tǒng)學(xué)科交叉團(tuán)隊(duì)圍繞電極關(guān)鍵材料存儲(chǔ)機(jī)理，創(chuàng)新性地提出通過(guò)引入電容貢獻(xiàn)、協(xié)同界面修飾-體相調(diào)控-宏觀(guān)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的多尺度設(shè)計(jì)策略開(kāi)發(fā)高性能快充電極材料。該成果發(fā)表在權(quán)威期刊《Acta Materialia》（中國(guó)科學(xué)院一區(qū)，TOP期刊，影響因子9.3）上。儲(chǔ)能研究院、材料學(xué)院、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、綠色能源與儲(chǔ)能學(xué)院為共同完成單位，材料學(xué)院博士研究生劉蕊為第一作者。

這項(xiàng)工作對(duì)于鈮鎢氧化物這類(lèi)本征安全、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的快充材料，首次采用皮爾遜相似系數(shù)法，定量分析了晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)與鋰離子存儲(chǔ)行為之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，研究提出了鈮鎢氧化物快充性能優(yōu)化的核心準(zhǔn)則。通過(guò)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法，明確了NbWOs晶體結(jié)構(gòu)對(duì)其“快充”性能的主導(dǎo)作用。關(guān)鍵結(jié)論包括：調(diào)節(jié)Nb/W摩爾比可優(yōu)化相結(jié)構(gòu)和擴(kuò)散通道比例；Wadsley-Roth相材料適用于高循環(huán)穩(wěn)定性場(chǎng)景，TTB相材料適用于高倍率場(chǎng)景；減少三角形通道、平行四邊形和五邊形通道是提升快充性能的關(guān)鍵。

電化學(xué)儲(chǔ)能器件如鋰離子電池等亟須突破快速充電技術(shù)瓶頸，滿(mǎn)足高能量密度、高功率密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命和短充電時(shí)間的實(shí)際需求，這對(duì)于推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)普及和提升再生能源儲(chǔ)能效率至關(guān)重要。這一系列工作為高性能儲(chǔ)能材料的理性設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，有望推動(dòng)快速充電型鋰離子電池的商業(yè)化進(jìn)程。（圖/文：劉蕊；審核：盛捷、冉奮）