快充锂离子电池(LIBs)在低温（< 30 °C）下的高运行能力对于寒冷地区电网的调频和调峰至关重要。然而，低温性能受到Li⁺扩散缓慢和高压极化的严重困扰。

基于此，哈工大尹鸽平教授，Shuaifeng Lou提出了具有原子界面电场的马赛克TiNb₂O₇/TiNbN₂(TNO/TNN)异质结，以实现改进的离子扩散动力学以实现优异的锂存储。

文章要点

1）密度泛函理论（DFT）计算进一步表明，相结界面可以显着降低扩散势垒，提高电导率，增强Li+去溶剂化能力，赋予TNO/TNN高Li⁺扩散系数和快速充电能力低温条件。

2）实验结果显示，即使在-30 ° C时，TNO/TNN也能提供较大的可逆容量（241.5 mAh g^-1）、卓越的倍率性能（20C时为108.6 mAh g^-1）和令人振奋的耐久性（大约1,000次循环后为96%）。此外，TNO/TNN在25 °C下循环3,000次后容量衰减可忽略不计。

这种巧妙的结构设计为寒区电网储能快充电池功能电极的构建提供了新的方向。

参考文献

Zhang et al., Phase-junction engineering triggered built-in electric field for fast-charging batteries operated at-30 °C, Matter (2023)

DOI：10.1016/j.matt.2023.03.026

https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.03.026