成果主要拥有人：南京航空航天大学朱孔军教授

本项目开发高能量钒氧化物在全固态锂离子电池上的应用。相比于现在的锂离子电池体系（以液态有机物作为电解质），全固态锂离子电池采用的是电化学稳定性更高的固体电解质，这将极大地避免现行锂离子电池因液态有机电解质的电化学不稳定性及漏液所带造成的安全隐患，极大地提高了锂离子电池的安全性；此外，在全固态锂离子电池体系中负极可以采用金属锂，这将进一步提高电池的能量密度。因此，本项目将最终开发出一款“钒氧化物正极/过渡层/NASICON固体电解质/锂金属负极”结构的全固态锂离子电池，不但极大地提高了电池的安全性，更进一步提高电池的能量密度，从而更好地满足近年来迅猛发展的电动汽车、智能电网等潜力应用对锂离子电池的高标准和严要求。

在高能量钒氧化物正极材料的研究方面取得了如下成果：

（1）系统地综述了3D结构电极材料的研究进展、未来发展方向及面临的挑战

3D结构（包括微-纳结构和自支援结构）不但可以克服低维纳米材料的不足并保留其优势，更能凭借协同效应获得其它优势，以致它将会具有更大的比表面积、更强的结构稳定性等独特结构优势，从而使其各方面电化学性能得到极大提升，并且已经在一些材料中得到极好地证实。但是，关于3D结构电极材料的系统总结和综述仍然非常有限，这不利于LIBs和NIBs的发展。因此，申请人系统地综述了3D结构电极材料的研究进展、未来发展方向及面临的挑战，这将会极大促进此领域在基础研究和实际应用方面的快速进步。

该工作于今年4月底被国际顶级期刊（Adv. Energy Mater., 2017, DOI: 10.1002/aenm.201700547。IF=16.72，1区）所接收，不但被推荐为特刊综述文章和当期封面文章进行发表和重点报道，更被国外权威媒体“Advanced Science News”以视频摘要（Video Abstract）的形式进行亮点报道，同时还被学术媒体“MaterialsViews”和“材料人”进行了亮点报道。

（2）提出一种可控制备3D分级多孔微-纳结构VO2 (B)@C电极材料的方法并首次揭示了其本征形核及生长机理

VO2 (B)由于具有放电比容量大、成本低廉等优势，被认为是一种非常具有竞争力的下一代先进LIBs电极材料。但低维纳米结构VO2 (B)的性能依然不理想，而关于3D结构VO2 (B)的制备仍然是一个巨大挑战。因此，申请人提出一种“水解-可控结晶”策略，从而可控制备了一种3D分级多孔海绵型VO2 (B)@C微-纳结构，并利用DFT计算的方法首次揭示了其本征形核及生长机理，为其它研究者从事相关研究提供了极大的借鉴和指导作用，以帮助他们设计和制备出更为有趣的3D微-纳结构氧化钒材料；

该工作于今年发表在国际权威期刊（J. Mater. Chem. A, 2017, 5, 8307。IF=8.87，1区），不但被推荐为当期封面文章进行发表和重点报道，更被国内知名学术媒体“材料人”网进行了亮点报道，同时还获得了材料人出版集团举办的“科技咨询写作大赛”一等奖。最近还接到了国际知名的视频实验期刊JoVE（Journal of Visualized Experiments）编辑的邀请，进行视频文章的投稿与宣传。此外，申请国家专利1项。