湘大材料科学与工程学院在固态电池领域取得重要进展

湖南日报·新湖南客户端 2026-08-02 08:09:32

湖南日报·新湖南客户端8月2日讯（通讯员曾坛）近日，湘潭大学材料科学与工程学院在固态电池领域取得重要进展，相关成果发表在国际顶级期刊《先进材料》。研究成果以《通过氧掺杂和纳米无序化降低FeF₂正极在硫化物固态电池中的电压滞后》为题，在读博士研究生陈俊宇、李兴林及博士后张雪东为论文共同第一作者，材料科学与工程学院黄建宇教授团队的黄俏副教授为论文唯一通讯作者，湘潭大学为论文第一完成单位。

FeF₂正极凭借其高理论比容量（约 571 mAh/g）和较高的工作电压，被视为下一代高能量密度锂电池的理想材料。在硫化物固态电池体系中，固态电解质可有效抑制过渡金属溶解等问题，这为FeF₂正极的应用带来新机遇。然而，FeF₂在充放电过程中存在严重的电压滞后现象，不仅导致能量效率低，还加剧了转换反应的不可逆性，这是制约其在固态电池中性能发挥的瓶颈。虽然行业内先后提出诸多解决方案，但效果均不理想。因此，如何降低FeF₂循环周期中电压滞后，是亟待解决的重要课题。

针对上述挑战，黄建宇教授团队创新性地提出“氧掺杂-纳米无序化”协同改性策略。该策略通过在晶态FeF₂晶格中引入适量氧原子部分取代氟位，同时构建纳米尺度的无序结构，从电子结构与晶体构型两个维度同步调控转换反应动力学。“氧掺杂-纳米无序化”策略不仅提升了材料本征电子电导率，降低了锂离子迁移能垒，更打破了长程有序晶格的束缚，为锂离子扩散提供更开放的通道，从根本上改善了FeF₂电压滞后问题。并且有效缓解FeF₂/硫化物电解质界面副反应，提升循环可逆性。该研究工作为推动金属氟化物正极材料的实用化开辟新路径。

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来源：湖南日报·新湖南客户端

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