张道洪教授、李婷教授团队在Adv. Funct. Mater.发表研究成果

3月7日，雷竞技官网化学与材料科学学院张道洪教授、李婷教授团队在转换型储镁正极材料研究方面取得了重要研究进展，研究成果以Favorable Orthorhombic Phase Cobalt Diselenide Cathode for Rechargeable Mg Batteries: Elucidating the Significant Impact of Crystal Structure on Conversion-Type Mg-Storage Reactions为题发表于国际著名期刊Advanced Functional Materials。化学与材料科学学院2022级硕士研究生张厚安为论文第一作者，张道洪教授、李婷教授和武汉大学徐飞副教授为论文通讯作者，雷竞技ray官网为论文第一署名单位。

论文图例。  化材学院供图

本研究通过设计合成两种具有不同晶体结构的CoSe₂材料，系统揭示了晶体结构对转换储镁反应的影响。实验以ZIF-67为前驱体硒化衍生制备了正交晶相o-CoSe₂和立方晶相c-CoSe₂。结构表征发现，这两种材料具有极为相似的微观形貌与化学组成，但o-CoSe₂表现出更低的比表面积。储镁性能测试表明，o-CoSe₂在储镁容量、倍率性能、电荷转移电阻以及固态Mg²⁺扩散系数等方面均显著优于c-CoSe₂，展现出更高的储镁活性。机理表征结合理论计算进一步揭示，o-CoSe₂与c-CoSe₂在储镁可逆性及反应机制上存在显著差异。具体而言，正交相CoSe₂在（010）晶面表现出更高的反应活性，在放电过程中通过CoSe₂→Co₉Se₈→Co⁰/MgSe的多步转化过程实现可逆储镁反应，同时伴随Se-Se键断裂及Co³⁺/Co²⁺→Co⁰的协同氧化还原过程。相比之下，由于立方相紧密的空间原子排列的限制，c-CoSe₂无法形成中间相，仅发生部分Co³⁺/Co²⁺转换，且Se-Se键的活性较低。该研究系统阐明了晶体结构对转换型储镁反应活性的关键影响，为设计多价离子转换储存电极提供了重要启示，即在关注纳米结构设计的同时，还需充分考虑晶体结构的作用。

张道洪教授领衔的超支化聚合物团队主要围绕超支化聚合物“基础理论-关键技术-工程化与应用示范”创新链，聚焦新能源风电与汽车用关键材料以及能源存储与转化材料开展基础与应用研究。 李婷教授长期从事电化学能源材料与新型二次电池技术研究，包括锂离子电池、钠离子电池与可充镁电池等领域。

文章链接：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202426006