近日，我校储能材料及系统学科交叉团队围绕电极关键材料存储机理，创新性地提出通过引入电容贡献、协同界面修饰-体相调控-宏观结构优化的多尺度设计策略开发高性能快充电极材料。该成果发表在权威期刊《Acta Materialia》（中国科学院一区，TOP期刊，影响因子9.3）上。储能研究院、材料学院、国家重点实验室、绿色能源与储能学院为共同完成单位，材料学院博士研究生刘蕊为第一作者。
这项工作对于铌钨氧化物这类本征安全、结构稳定的快充材料，首次采用皮尔逊相似系数法，定量分析了晶体结构参数与锂离子存储行为之间的数学关系，研究提出了铌钨氧化物快充性能优化的核心准则。通过数学统计方法，明确了NbWOs晶体结构对其“快充”性能的主导作用。关键结论包括：调节Nb/W摩尔比可优化相结构和扩散通道比例；Wadsley-Roth相材料适用于高循环稳定性场景，TTB相材料适用于高倍率场景；减少三角形通道、平行四边形和五边形通道是提升快充性能的关键。
电化学储能器件如锂离子电池等亟须突破快速充电技术瓶颈，满足高能量密度、高功率密度、长循环寿命和短充电时间的实际需求，这对于推动电动汽车普及和提升再生能源储能效率至关重要。这一系列工作为高性能储能材料的理性设计提供了理论依据，有望推动快速充电型锂离子电池的商业化进程。（图/文：刘蕊；审核：盛捷、冉奋）
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