提高尖晶石相的钛酸锂（LTO）的倍率性能，是推动LTO在锂离子电池中应用的关键所在。近日，化学化工学院与中山大学的研究人员对锂离子在LTO中的传输路径进行了理论分析，并与实验进行了模拟比较。计算模拟结果表明，锂离子沿着LTO[110]方向传输所需的能量最低。根据该分析预测，实验定向合成了[110]取向且具有超薄结构的LTO纳米片。该[110]取向的LTO为锂离子在材料中的传输提供了良好的通道，同时二维纳米片结构有效缩短了锂离子沿着[110]方向的传输路径，从而有效提高了锂离子传输动力学，因而表现出优良的高倍率性能与长循环性能。该材料在100^oC的高倍率条件下，得到146 mAh g^-1的比容量，且经过1500圈的循环后，容量保持率达88%，表现出良好的应用前景。研究成果以“Ultrathin [110]-confined Li₄Ti₅O₁₂ nanoflakes for high rate lithium storage”为题被国际权威化学期刊Advanced Energy Materials（IF = 25）接收（DOI: 10.1002/aenm.202003270）。化学化工学院于雪芳副教授为共同第一作者，中山大学化学学院童圣富（现金华高等研究院）、中山大学海洋学院吴明娒为通讯作者。本工作得到了自然科学基金委（自然科学基金委-广东省联合基金，面上项目，青年项目）等基金的支持。

Figure 1. Diffusion barriers of Li ions in Li₄Ti₅O₁₂: (a) Structure scheme of Li₄Ti₅O₁₂, the green, blue, and red spheres represent the Li⁺, Ti⁴⁺, and O²⁻ ions, respectively; Li1 to Li8 illustrate the sites that Li⁺ ion can occupy during transition. (b) Relative energies as a function of diffusion paths.

于雪芳副教授简介

博士，硕士生导师。2012年毕业于日本北海道大学，2014年东京大学博士后出站，并入职烟台大学。研究兴趣主要为计算光化学和光物理过程、材料设计和模拟等。以第一作者或通讯作者在Applied Catalysis B: Environmental（IF =16.7）、ACS Applied Materials & interfaces（IF =8.9）、Sensors and Actuator B:Chemical（IF =7.1）、Journal of Hazardous Materials（IF =9.0）、Journal of Chemical Theory and Computation（IF =5.0）等期刊发表论文20余篇。高被引论文1篇，单篇最高引用260多次。主持国家自然科学基金青年基金和省自然科学基金青年项目各1项。