武科大網訊（通訊員李靜捷）近期，我校省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室先進材料研究團隊在電化學能源存儲與轉換領域取得了系列重要研究進展，分別在Advanced Materials和Energy Storage Materials等國際頂級學術刊物發表了研究成果。

研究亮點一：多殼層中空結構具有比表面積大、物質傳輸路徑短等優點，使其在能源存儲、電磁波吸收、催化、氣敏和藥物運輸等領域都有廣泛應用前景。但是多殼層中空結構的復雜性使得其可控合成極具挑戰性，尤其涉及多組元材料體系。本團隊以水熱原位生成的碳微球為模板，首次報道一種中空多殼層(LiFeZnNiCoMn)₃O₄高熵氧化物（HEO-HoMS），并詳細研究了該材料的儲鋰機制和形態演變規律。HoMS設計顯著提高了電極的機械穩定性并改善了電子/離子的傳輸行為，同時，HEO中豐富的氧缺陷和優化的電子結構加速了Li⁺嵌入/脫出動力學，電極中HEO尖晶石和巖鹽物相的存在有助于實現對稱的轉換反應和可逆的鋰存儲。得益于HEO組分和微結構的協同設計，HEO-HoMS在0.5 A g^-1下循環500圈后仍然具有967 mAh g^-1的比容量和89%的容量保持率，并且在長循環后保持了完整的結構和極小的體積變化。

研究論文“Integrating Hollow Multishelled Structure and High Entropy Engineering for Enhanced Mechano-Electrochemical Properties in Lithium Battery”，在線發表于材料科學領域國際頂級期刊Advanced Materials上（2023年SCI影響因子為29.4，論文鏈接DOI: 10.1002/adma.202312583），我校材料學部2020級博士研究生劉雪楓為本文第一作者，耐火材料與冶金國家重點實驗室雷文副教授和張海軍教授為本文共同通訊作者。

研究亮點二：硅氧碳(SiOC)是一種很有前途的鋰離子電池負極材料。然而，SiOC的結構組分對Li⁺存儲行為的影響，特別是自由碳(C_free)的可控引入及其對電化學性能的影響，仍然是一個需要解決的關鍵挑戰。本團隊近期研究發現，R基三乙基氧基硅烷中的R基官能團(僅由碳和氫原子組成)可以通過熱分解衍生為SiOC中的C_free相，以實現在SiOC負極材料中可控引入C_free 。在此基礎上，采用簡便、可擴展的聚合物前驅體法制備了具有特定結構組成和C_free含量的SiOC材料，結合密度泛函理論計算研究了SiOC中C_free對鋰離子存儲性能的影響規律，證實較高的C_free含量可以構建離子/電子快速遷移的“高速公路”，顯著增強SiOC負極的Li⁺動力學。

研究論文“Integrating Hollow Multishelled Structure and High Entropy Engineering for Enhanced Mechano-Electrochemical Properties in Lithium Battery”，在線發表于能源材料領域國際頂級期刊Energy Storage Materials上（2023年SCI影響因子為20.4，DOI: 10.1016/j.ensm.2024.103194），我校材料學部2021級博士研究生李可琢為本文第一作者，耐火材料與冶金國家重點實驗室雷文副教授和張海軍教授為本文共同通訊作者。

上述研究工作得到了省部共建耐火材料與冶金國家重點實驗室、國家自然科學基金等項目資助。