研究背景
隨著全球社會經濟和信息技術的高速發展，能源稀缺以及環境問題是當今社會普遍存在的兩個重大難題，因此開發利用高效環保可持續的新能源電池器件越來越受到大家的重視。作為電池器件的重要組成部分，電極材料決定了電池的綜合性能，對電池整體性能起著至關重要的作用。近年來，缺陷工程被認為是改善電極材料電子結構和物化性質的有效方法，並得到了廣泛的應用。其中點缺陷是缺陷化學研究的主要內容，主要分為兩大類：本徵缺陷和非本徵缺陷。本徵缺陷，是由晶格原子的熱振動引起的，對研究晶體而言是本徵的組成部分，缺陷的形成並不改變整體晶體的組成。本徵缺陷又包括肖特基缺陷和弗侖克爾缺陷兩大類。對於非本徵缺陷，則是由雜質原子或者雜質離子嵌入晶格所引起的，因此也稱為摻雜缺陷。不同的缺陷類型，對電極材料本身的物理和化學性質都有著非常重要的影響。因此，有效地構築缺陷以及深入理解缺陷在電池電極反應過程中的作用機制是至關重要的。
文章簡介
近日，湖南大學王雙印教授團隊對電池電極材料缺陷工程的相關研究進展進行了系統評述探討，重點介紹了不同缺陷類型（包括本徵缺陷、摻雜缺陷等）在金屬離子電池、鋰-硫電池以及金屬空氣電池中的應用以及在電極材料中可控構築缺陷的策略，並深入探討了缺陷對電極材料的作用機制。在電極材料中，可控構築缺陷不僅能夠有效促進離子的擴散和電荷轉移，而且為金屬離子或中間體提供更多的存儲位點/吸附位點/活性位點，並且有利於保持材料的結構靈活性和穩定性，從而提升電池的整體性能。論文最後對存在的挑戰和未來的發展前景進行了展望。該綜述為實現高性能電極材料的設計與發展提供了一定的參考依據，對電池領域電極材料的發展具有重要的意義。
這一成果近期發表在Advanced Materials上，張怡瓊博士為該論文的第一作者。
文獻連結：
Defect Engineering on Electrode Materials for Rechargeable Batteries
Yiqiong Zhang, Li Tao, Chao Xie, Dongdong Wang, Yuqin Zou, Ru Chen, Yanyong Wang, Chuankun Jia, Shuangyin Wang
Adv. Mater.,2020,32, 1905923, DOI: 10.1002/adma.201905923
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