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近日，万博体育陈宏伟团队提出“空间解耦电荷补偿”的创新设计理念，构筑了一类多离子协同共储的电极新机制。相关成果以题为“Spatially Decoupled Charge Compensation Enables Versatile Cation–Anion Co-intercalation in Layered Metal Oxide Cathodes”发表在国际顶尖学术期刊Advanced Materials。

多价阳离子与阴离子协同（脱）嵌的储能机制，有望突破传统单离子嵌入型电极的容量上限，实现更高的能量密度。然而，在传统层状金属氧化物中，多价阳离子与大尺寸阴离子的电荷补偿过程高度耦合于无机骨架。强静电作用、空间位阻及相互干扰的氧化还原反应共同诱发显著晶格畸变和应变累积，易导致宿主结构坍塌。目前，尚缺乏能够将阳离子与阴离子氧化还原过程有效解耦、构建多通路电荷补偿机制的材料设计策略，这成为制约多价双离子电池发展的关键瓶颈。

针对上述难题，研究团队提出“空间解耦电荷补偿”的创新设计理念。通过将三聚氰胺分子预插层进入V₂O₅层间，构建有机‑无机杂化MeVO正极材料。利用结构上的空间分离，使层间三聚氰胺分子承担阴离子的氧化还原电荷补偿，无机骨架负责多价阳离子的氧化还原存储，实现阴阳离子电荷补偿路径的空间分离。该策略大幅缓解充放电过程中的晶格应变、显著提升电极的循环稳定性。以Mg²⁺‑TFSI^–体系为模型，MeVO电极实现超36000次循环，并取得3.3 mAh·cm^⁻2的高面容量。此外，该杂化宿主展现出优异的普适性，可适配Mg²⁺、Zn²⁺、Ca²⁺等多种多价阳离子与TFSI^–、OTF^–、ClO_4^–等多种阴离子的组合。

华侨大学教师孔华彬、中科院苏州纳米研究所博士生欧剑鑫、华侨大学教师方磊为本文共同第一作者，华侨大学为第一通讯单位。该研究得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金重点项目、厦门市重大科技计划项目以及华侨大学科技攻关揭榜挂帅项目资助。

论文链接：//advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.75440

（初审：周凌云，复审：孔华彬，终审：蔡浩）