TiNb₂O₇是Wadsley-Roth相，具有晶体剪切结构，是高功率锂离子储能有希望的候选者。然而，锂插入机制和TiNb₂O₇中的传导仍不清楚。

剑桥大学Clare P. Grey团队结合实验和计算以理解块状TiNb₂O₇的固有性质。研究结果表明，锂化时电子电导率增加了七个数量级，表明电子具有局部和离域特征，最大居里常数和Li NMR顺磁性位移接近Li_0.60TiNb₂O₇。研究者计算了方形平面或扭曲的五配位锂位点以在热力学最小值或过渡态之间进行反转，NMR研究发现单氧化还原区域中的锂扩散（即Li_xTiNb₂O₇中x≤3）很快速，其具有低的活化势垒，并且在观察到T1最小值的温度525-650K下，对于x ≥0.75时，D_Li = 10^-11m²·s^-1。DFT计算预测离子扩散像电子传导一样，是各向异性的，在隧道内具有100-200 meV的锂传输激活屏障。锂迁移率在多氧化还原区域受阻（Li_xTiNb₂O₇中x> 3），这与从间质介导的转变为空位介导的扩散有关。总的来说，锂插入导致TiNb₂O₇的有效n型自掺杂和高速传导，而在高锂化时离子运动最终受阻。在TiNb₂O₇中使用Na⁺，K⁺，Mg²⁺进行脱嵌，其过渡态为1-3 eV的高扩散势垒，表明该结构特别适合于Li⁺迁移。

Kent J. Griffith, Ieuan D. Seymour, Michael A. Hope, Megan M. Butala, Leo K. Lamontagne, Molleigh B Preefer, Can P. Koçer, Graeme Henkelman, Andrew J. Morris, Matthew J Cliffe, Siân E. Dutton, Clare P. Grey, Ionic and Electronic Conduction in TiNb2O7, J. Am. Chem. Soc.2019

DOI: 10.1021/jacs.9b06669

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.9b06669