武汉理工大学李昱/那慕尔大学苏宝连团队 | 氧空位–PANI 协同调控 TiO₂ 实现高倍率钠离子存储

随着锂资源日益紧缺，钠离子电池因资源丰富、成本低和安全性高，被认为是大规模储能体系的重要替代方案。然而，钠离子半径较大，导致其在电极材料中的扩散动力学缓慢，对负极材料提出了更高要求。

近日，武汉理工大学李昱和那慕尔大学苏宝连团队通过构建氧空位与导电聚苯胺 (PANI) 双重修饰 TiO₂ 负极材料，系统解决了 TiO₂ 电子导电性差与结构稳定性不足的关键问题，实现了高倍率、长寿命的钠离子存储性能。

• 利用等离子球磨引入氧空位，调控 TiO₂ 的电子结构，降低 Na⁺ 扩散能垒并提升反应动力学。

• 在 TiO₂ 表面均匀包覆质子化 PANI 导电层，同时增强电子传输能力并缓解嵌钠过程中的结构应变。

• 协同效应使复合电极在 2.5 A g⁻¹ 下仍保持 144 mA h g⁻¹ 的高容量，并在 1 A g⁻¹ 下循环 160 次后容量稳定于 175 mA h g⁻¹。

该工作从缺陷工程与导电聚合物界面调控的角度出发，揭示了氧空位与柔性导电层在提升钠离子电极动力学和稳定性方面的协同机制。相关设计思路不仅适用于 TiO₂ 体系，也可为其他金属氧化物钠离子电极材料的构筑提供重要借鉴。

图1 氧空位–PANI 双重修饰 TiO₂ 的结构设计与形貌表征。

图2 TiO₂‑OV@PANI 电极的倍率性能与循环稳定性表现。

图3 TiO₂‑OV@PANI 在全电池中的应用示意与性能评估。

O-vacancy and PANI dual-modified titanium dioxide for fast sodium storage

Wen-Hua Shi, Zhi-Wen Yin, Jing Liu, Zhi-Yi Hu, Hemdan S. H. Mohamed, Li-Hua Chen, Yu Li and Bao-Lian Su

Inorg. Chem. Front., 2026,13, 4787-4796

https://doi.org/10.1039/D6QI00307A

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