随着近些年便携式电子设备、零排放电动汽车以及太阳能、风能等新型可再生能源的蓬勃发展，人们提出了越来越多的新型锂离子电池 (LIBs)技术与机理，以实现更高的能量密度、更长的循环寿命、更快的倍率性能和更好的安全性。孙永明教授课题组开发了一种新型的Li₃P/C纳米复合材料，用于高性能锂离子电池负极（图一）。这种Li₃P/C纳米复合材料主要结构特征为将Li₃P超细纳米畴嵌入到微米级的多孔碳颗粒中。在电化学过程中，受益于其独特的微/纳米结构，电子能够在多孔碳骨架导电通道中迅速传输；同时，负极活性材料Li₃P被限域于多孔碳孔隙中，可有效在二次颗粒层次抑制体积变化和获得稳定SEI界面结构，从而避免了整个Li₃P / C负极的结构塌陷。最终可实现在0.1 C初始脱锂过程中791mAh/g的高可逆锂离子比容量(根据Li3P/C的质量计算)，同时在6 C高倍率充放电中，也表现出高的倍率性能（75%的0.5 C时的可逆容量）与优异的循环稳定性（图二）。此外，这种新型的Li₃P/C高容量含锂合金负极，能与高容量的不含锂正极(如S、V₂O₅和FeF₃)匹配，有望构筑下一代高能量密度的锂离子全电池。

图一、Li₃P/C纳米复合材料的循环机理图。

图二、Li₃P/C纳米复合材料的电化学储锂性能：不同电流密度下的（a）容量-循环曲线和（b）电压-容量曲线。（c）0.2C下不同循环的电压容量曲线。

4月14日，国际权威期刊《纳米研究》（Nano Research）线上刊发相关研究成果《多孔碳封装超细Li3P纳米团簇作为高性能锂离子电池负极》（Confining ultrafine Li3P nanoclusters in porous carbon for high performance lithium-ion battery anode）（论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-020-2756-2 ）。论文的第一完成单位为华中科技大学武汉光电国家研究中心，孙永明教授和王莉教授为论文共同通讯作者，博士生毛尔洋为论文第一作者。该研究工作得到了国家自然科学基金(No. 51802105)和中央高校基本科研业务费（HUST：2019JYCXJJ014）相关项目的资助。

为推动我国科技期刊高质量发展，加快建设世界一流科技期刊，夯实进军世界科技强国的科技与文化基础，2019年11月，教育部主管的《纳米研究》（Nano Research）(近五年IF：8.670，2018) 入选由中国科协、财政部、教育部、科学技术部、国家新闻出版署、中国科学院、中国工程院等七部门联合实施的“中国科技期刊卓越行动计划”项目中的第一梯队“领军期刊”，目前该刊已被SCI、EI、SCOPUS等近20个数据库收录。