LiTaO₃压电包覆层调控界面离子输运示意图

近期，我校物理与电子学院白莹教授课题组在调控锂离子电池界面离子输运领域取得新进展，相关成果以“Local Electric-field-driven Fast Li Diffusion Kinetics at the Piezoelectric LiTaO3 Modified Li-rich Cathode-electrolyte Interphase”为题，以全文形式在《先进科学》（Advanced Science）上发表。我校硕士研究生司梦婷为论文第一作者，赵慧玲副教授和白莹教授为论文共同通讯作者。

锂离子电池由于具有能量密度大、输出电压高、循环寿命长、环境污染小等优点，在便携式数码电子产品中获得了广泛应用，在电动汽车、大型储能、航空航天等领域具有广阔的应用前景。然而，电极-电解质界面的结构稳定性和离子输运特性成为阻碍其比能量、比功率、长寿命和安全性进一步提升的瓶颈。如何设计和构筑稳定有效的界面层，改善界面的离子输运行为，是锂离子电池领域的一项挑战。

在该研究工作中，白莹课题组利用压电材料独特的压力响应特性，将正极材料充放电过程中的“晶格呼吸”应力传导至表面的压电层，诱导电极-电解质界面处原位形成周期性变化的局域电场，获得了相对于传统惰性表面修饰材料“主动参与、主动作为”的功能化界面修饰层，在稳定界面结构的同时有效促进了界面离子输运。该研究工作为设计和优化锂离子电池固液界面、提升电池的综合性能提供了新的研究思路和技术手段（DOI: 10.1002/advs.201902538）。

Advanced Science是Wiley旗下涵盖材料科学、物理和化学、医学和生命科学以及工程学基础科学和应用科学的多学科领域的期刊，年发文量不足400篇，最新影响因子为15.804。

网址链接：https://doi.org/10.1002/advs.201902538

此外，面向下一代全固态锂离子电池的研究和应用，白莹课题组近期提出将固态电解质金属阳离子梯度掺杂到活性电极表面，改善电极-电解质固固界面兼容性，优化界面的离子输运行为，为全固态二次电池的发展提供了新的方案（Nanoscale, 2019, 11, 8967-8977; ACS Applied Materials & Interphases, 2019, 11, 16233-16242）。

网址链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/nr/c9nr01655d#!divAbstract

网址链接https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b02996

以上研究工作受到国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划子课题、河南省教育厅科技创新团队、河南省教育厅科技创新人才、河南大学杰出青年培育基金等经费的资助。