具有隧道结构的聚锑酸（PAA）是一种耐人寻味的高容量碱金属离子存储负极候选材料，然而，其较差的导电性（≈10^-10 S cm^-1）通常需要与大比表面积的导电衬底（如石墨烯）耦合，这反过来又会导致较差的可扩展性、超低密度以及极差的体积能量。

近日，四川大学Hao Wu，Kaipeng Wu通过体相离子置换和低成本鳞片石墨（FG）的掺杂，提出了PAA的协同结构工程，以构建锂存储复合电极。

文章要点

1）Mn²⁺完全占据PAA的隧道中心，同时提高了PAA的体积电导率（≈10^-5 S·cm^-1）和高密度（4.58 g·cm^-3），而通过EX/原位技术揭示的FG约束和增强的多电子反应动力学，使PAA的体积膨胀小于20%。

2）除了提供相当大的体积容量（0.1 A g^-1时，容量超过1200 mAhcm^-3）外，这种制备的高振实密度复合材料还有利于构建无导电添加剂、高负载厚电极(>6.0 mg cm^-2)、双重增强的面积/体积容量(4.2 mAh cm^-2/743 mAh cm^-3)和快充性能（75%的容量在≈13分钟内充电完成）。

3）研究人员还实现了形状和质量负载可调的3D打印复合电极，以展示令人印象深刻的面积/体积Li⁺存储性能。与高负载、高致密密度的LiCoO₂正极（如18.0 mg cm^-2/3.53 g cc^-1）相比，全电池的电极面/体能量密度超过7.0 mWh cm^-2/850 Wh L^-1_{cathode+anode}。

参考文献

Kai Yong, et al, Synergistic Structural Engineering of Tunnel-Type Polyantimonic Acid Enables Dual-Boosted Volumetric and Areal Lithium Energy Storage, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200653

https://doi.org/10.1002/aenm.202200653