当前，锂离子电池往往存在诸如低温下功率/能量密度衰减、高温下循环稳定性降低的问题，严重阻碍了其在全球范围内更广泛的应用。因此，提升锂离子电池在高低温条件下电化学动力学和循环稳定性则显得尤为重要。

近日，研究院相关研究方向师生通过调控嵌入型电极材料的离子堆积因子，提出“一石二鸟”的策略同时提升嵌入型电极材料的低温电化学动力学和高温循环稳定性，研究论文以“Enhancing low-temperature electrochemical kinetics and high-temperature cycling stability by decreasing ionic packing factor”为题发表在eScience期刊。研究院院长赵修松教授指导的博士毕业生吕长鹏为该论文的第一作者，研究院赵修松教授和林春富教授为共同通讯作者，青岛大学为第一完成单位和通讯单位。

在本工作中，作者以具有稳定剪切氧化铼结构的Mg₂Nb₃₄O₈₇为例，选择大离子半径的Ca²⁺部分取代Mg²⁺，离子堆积因子由Mg₂Nb₃₄O₈₇的60.931%降低至Mg_1.5Ca_0.5Nb₃₄O₈₇的60.437%，引起Mg_1.5Ca_0.5Nb₃₄O₈₇晶胞参数、晶体结构空旷性和晶内空隙的增大。−20 °C时，Mg_1.5Ca_0.5Nb₃₄O₈₇具有更大的Li⁺扩散系数，显示出更高倍率性能。60 °C时，Mg_1.5Ca_0.5Nb₃₄O₈₇在嵌锂后具有更小的最大晶胞体积膨胀率，表现出更好的循环稳定性和更大的比容量。此外，25 °C时，Mg_1.5Ca_0.5Nb₃₄O₈₇无论是在半电池中还是全电池中都展示出优异的综合电化学性能。本研究中提出的“一石二鸟”策略为探索在苛刻温度下工作的电化学储能材料开辟了一条新途径。

eScience (简称《e科学》)，主管单位为教育部，为南开大学与科爱合作创办的国际化学术期刊，创刊主编为南开大学陈军院士，致力于发表能源、电化学、电子学和环境相关领域及其交叉学科具有原创性、重要性和普适性的最新研究成果。“立足中国，拥抱世界，引领未来”，本刊定位为具有广泛影响力的能源电化学领域国际顶级学术期刊，将提升国际学术影响力，服务科技强国建设，助力“碳达峰”和“碳中和”国家重大能源战略。成功入选2020年度中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊项目。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.esci.2023.100179