本网讯 近日，材料与能源学院张海燕教授团队的李文武特聘副教授在Energy & Environmental Science上发表了题为“A new family of cation-disordered Zn(Cu)-Si-P compounds as high-performance anodes for next-generation Li-ion batteries”的研究型论文。Energy & Environmental Science期刊由英国皇家化学会（RSC）创办，在能源和环境科学领域400余份期刊中排名第一，是世界公认的能源与环境领域顶级刊物，2019年最新公布的影响因子为33.250。
锂离子电池在电动汽车、智能电网等众多新兴技术中逐渐成为极具前景的供能设备，亟需开发具有低成本、高首效、大容量、合适电位、高倍率性能及长寿命等综合性能优异的负极材料。硅负极有望取代商业石墨作为下一代锂离子电池用负极材料，但其电子/离子传导率低、体积膨胀大等缺点限制了大规模应用。本文中，设计并合成了新型阳离子无序ZnSiP2，相比有序相（ZnSiP2），其具有更快的反应动力学和能量效率。全方位的表征技术证明了阳离子无序的ZnSiP2经历了可逆的嵌入、转换、再转换的储锂过程。尽管阳离子无序的ZnSiP2由三种储锂活性元素构成，但是储锂过程中仅有单一放电平台，并没有表现出各个储锂元素的储锂特性。为解决大容量负极材料因体积膨胀而循环性能恶化的问题，进一步将合成的阳离子无序ZnSiP2与石墨进行复合。复合材料表现出比其它多相复合材料更优异的循环稳定性和高倍率性能。这些优异性能得益于所合成阳离子无序ZnSiP2本身的理化性质、电化学中间产物间的协同作用以及特殊的储锂机制。此外，石墨的引入也缓冲了体积膨胀，进一步提高电极导电性。阳离子无序ZnSiP2可进一步扩展为Zn(Cu)-Si-P家族，有望成为新一代锂离子电池用负极材料。
李文武副教授一直致力于原子尺度设计锂离子电池用新型磷基负极材料及构效关系研究。2016年工作以来，围绕金属离子电池用新型P基负极材料的原子尺度设计以第一作者/通讯作者身份发表SCI论文12篇，包括Energy Environ. Sci.2019,DOI: 10.1039/c9ee00953a；Adv. Funt. Mater.2019, 1903638；Nano Energy2019, 6, 594-603；Nano Energy2018, 53, 967-974；Energy Storage Mater.2019, DOI:10.1016/j.ensm.2019.04.034；J. Mater. Chem. A2019, DOI: 10.1039/ c9ta01431d.
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