建大新闻网讯    近日，我校冶金工程学院博士生杜浩飞在国际顶级期刊Chemical Engineering Journal（中科院分区：SCI一区Top；IF=13.4）上发表题为“Oxygen vacancies and Li⁺ pre-embedding for magnesium storage in Anatase TiO₂ toward magnesium/lithium hybrid batteries（氧空位与Li⁺预嵌入用于锐钛矿型TiO₂在镁/锂混合电池中的储镁）”的学术论文。我校为第一完成单位，西北工业大学和空军军医大学为合作单位，冶金工程学院博士生杜浩飞为第一作者，方钊教授、谢科予教授和张凌副教授为论文通讯作者。

在共插式镁锂混合电池（MLHBs）中，正极发生Mg²⁺/Li⁺共嵌入/脱嵌，有效提高了电池的能量密度。过渡金属氧化物（TMOs）因其高氧化还原电位、良好的经济效益是广受关注的嵌入型材料。然而TMOs中O^2-与Mg²⁺之间形成强静电作用力使得Mg²⁺扩散缓慢，当其作为MLHBs正极材料时主要以Li⁺的反应为主。如何削弱这种作用力，改善Mg²⁺在TMOs晶格内的扩散环境，降低Mg²⁺扩散能垒，是实现Mg²⁺可逆嵌入的关键点。

针对上述问题，作者以Anatase TiO₂为研究对象，采用电子跃迁一步共还原策略制备出TiO_2-x/rGO复合材料（NTR）并作为MLHBs正极材料。实验结果表明，OVs不仅增加了TiO₂导电性，而且改善了Mg²⁺扩散过程中电荷环境，降低了Mg²⁺的扩散能垒。此外，Li⁺预插层形成Li_yTiO_2-x化合物，进一步加快了Mg²⁺的扩散速率。当NTR作为MLHBs正极时具有优异的Li⁺/Mg²⁺共存储性能(在0.1 A g^-1时253.77 mAh g^-1)。该改性策略为其他TMOs作为共插层MLHBs正极材料开辟了新的途径。

文字、图片：冶金工程学院