新技術(shù)！鈮鎢氧化物基鋰電池45秒充電至68%

近年來，隨著新能源汽車與智能設(shè)備的普及，電池技術(shù)的革新成為科技領(lǐng)域的焦點議題。如何在保證安全性的前提下實現(xiàn)鋰離子電池的極速充電，一直是制約行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)難題。

近日，溫州大學與燕山大學聯(lián)合科研團隊在《自然·通訊》雜志上發(fā)表的*新研究成果，為這一難題提供了突破性的解決方案——他們通過創(chuàng)新性的界面工程設(shè)計與材料結(jié)構(gòu)調(diào)控，成功將鈮鎢氧化物（NbWO）基鋰電池的充電速度提升至驚人的80倍率（45秒充入理論容量的68.5%），并展現(xiàn)出優(yōu)異的能量密度與循環(huán)穩(wěn)定性。這項研究不僅揭示了快速充電材料的深層工作機制，更為下一代高功率儲能設(shè)備的開發(fā)指明了方向。

傳統(tǒng)鋰離子電池的充電速度受限于電極材料中鋰離子的擴散速率與界面反應(yīng)動力學。以鈮鎢氧化物為代表的層狀氧化物材料，因其獨特的晶體結(jié)構(gòu)曾被寄予厚望，但其實際應(yīng)用始終受困于晶格畸變與鋰離子傳輸各向異性兩大瓶頸。研究團隊通過高分辨率電子顯微鏡*實現(xiàn)了對Li+嵌入過程的動態(tài)觀測，發(fā)現(xiàn)當充電電流增大時，材料內(nèi)部的Jahn-Teller效應(yīng)會引發(fā)晶格結(jié)構(gòu)的動態(tài)松弛：原本因鋰離子快速占據(jù)導致的局部應(yīng)力，反而促使鈮鎢原子位點發(fā)生隨機位移，意外降低了晶格畸變程度，從而形成有利于快速嵌鋰的動態(tài)平衡態(tài)。這種“以動制靜”的機制顛覆了傳統(tǒng)認知，為設(shè)計高速率電極材料提供了全新思路。

這項研究的意義遠不止于實驗室數(shù)據(jù)的突破。從智能手機的“充電五分鐘通話兩小時”，到電動汽車的“充電一刻鐘續(xù)航五百公里”，快速充電技術(shù)正在重塑現(xiàn)代社會的能源使用模式。鈮鎢氧化物基材料的高功率特性使其在電網(wǎng)調(diào)峰、電動航空等領(lǐng)域同樣具有廣闊應(yīng)用前景。

回顧這場持續(xù)數(shù)十年的電池技術(shù)競賽，每一次突破都離不開對材料本征特性的深刻理解與創(chuàng)造性應(yīng)用。從*初的鈷酸鋰到當下的富鋰錳基材料，科學家們始終在與材料的局限性博弈。此次溫州大學團隊的研究成果再次證明，將基礎(chǔ)科學研究與人工智能技術(shù)深度融合，能夠開辟出顛覆性的技術(shù)創(chuàng)新路徑。隨著商業(yè)化進程的加速，我們有理由相信，未來十年內(nèi)，快速充電技術(shù)將從實驗室走向千家萬戶，徹底改變?nèi)祟惖哪茉聪�費方式。

鏈接來源：https://mp.weixin.qq.com/s/6TKYVllunRqoqKkbYn_Bjg