武汉理工大学材料学院麦立强

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Acc. Chem. Res.：一维异质纳米电池材料

可充电的二次电池能够多次可逆地转化和储存电能，是目前应用于电动汽车和便携式电子设备中的主要供电装置。对于该类储能装置而言，提升其能量密度、功率密度、循环寿命和安全性是研究者们的终极目标。为了达到这些目的，许多研究者将二次电池中的电极材料制备成各种纳米结构，并取得了显著的效果。在诸多纳米材料中，一维纳米材料由于其高的长径比，拥有许多独特的优异性质，如易于构成三维交联网络来缓冲形变、易于构筑各类微纳器件、拥有更有利的内应力分布等等。然而，单一成分的电极材料难以兼顾离子/电子的高效传输以及在电化学环境中保持稳定。因此，设计开发功能型的一维异质纳米电池材料可以得到更优的电化学性能。

近日，Accounts of Chemical Research在线发表武汉理工大学麦立强教授团队综述 “One-Dimensional Hetero-Nanostructures for Rechargeable Batteries”。该文系统地总结了麦立强教授课题组关于一维异质结构纳米线电极材料的工作，并结合当前的研究进展，阐述了该类材料的制备策略和性能优化机制（如下图），并对其今后的发展方向和策略提出了见解和展望。

在本篇综述中，作者归纳了异质结构纳米线的合成策略，主要分为成核生长、沉积和熔融-成型三类，并详细阐述了各类策略的化学原理，讨论了他们的优势和劣势及适用范围。1）成核生长法的化学条件较为容易达到，一般为高温高压的溶液环境，对于能自发沿一维方向生长的部分过渡金属元素非常适合。2）沉积法适用于构造多种功能型的表面层状结构，需要先获取能在沉积的化学环境下稳定存在的一维纳米结构基底。3）熔融-成型法也是一种合成一维异质结构的有效手段，先将材料熔融成流体，再通过模板铸造成一维结构并凝固，以物理过程主导，也能伴有化学反应发生，可以用于难以通过化学手段合成的材料。

文献链接：Liqiang Mai,* Jinzhi Sheng, Lin Xu, Shuangshuang Tan, and Jiashen Meng, One-Dimensional Hetero-Nanostructures for Rechargeable Batteries, Acc. Chem. Res., 2018, 51, 950−959.

麦立强教授课题组网站：http://mai.group.whut.edu.cn/