國際在線陜西頻道消息：近日，西安理工大學材料科學與工程學院青年教師劉和光的一項研究成果在《Advanced Materials》（IF=19.791）雜誌上在線發表。

　　《Advanced Materials》是德國Wiley出版集團旗下在工程與計算大學科、材料與化學大領域的頂級期刊，創刊25年來在國際材料領域科研界享譽盛名。在Google公司對八大學術領域（商業經濟與管理、材料與化學、工程與計算科學、健康與醫藥科學、人類文學與藝術、生命與地球科學、物理與數學、社會學）的所有期刊的排名中，《Advanced Materials》在工程與計算科學大學科領域所有雜誌中排名第一，在材料與化學大學科領域所有非綜述雜誌中排名第二。該期刊接收與材料領域相關的最新的頂尖科研成果，其接收率僅有10%-15%。

　　該研究成果于2017年12月全文正式發表，論文題目為《Origin of Fracture-Resistance to Large Volume Change in Cu-Substituted Co3O4 Electrodes》，該成果是西安理工大學材料學院教師劉和光與美國西北大學材料科學與工程系合作完成的最新研究成果，西安理工大學是該論文的第一作者單位。

　　以過渡金屬氧化物為代表的可進行轉換反應的電極材料在循環過程中體積膨脹較大，這極大制約了這類電極材料的應用。據相關文獻報道，在過渡金屬氧化物中添加第三相元素可以明顯提升循環穩定性，但是其機理尚不明確。該工作利用水熱合成法合成出Cu元素替代的Co3O4納米顆粒，並借助in situ、ex situ電子顯微鏡和第一性原理計算研究了該材料在循環過程中的結構演變。研究發現，該三元金屬氧化物在循環過程中形成了高導電的超薄Cu金屬納米框架，該框架可以容納體積膨脹，而且立方Cu單晶的生長與立方Li2O晶體具有協同生長關係。在充電過程中，部分金屬Cu被氧化成與其具有立方晶係到立方晶係取向關係的CuO。而金屬Co和氧化物仍為尺寸在5nm以下的納米簇，並在隨後的循環中保持活性。這種自適應體系可以為放電過程中Li2O的形成提供場所，同時也可以增強充電過程中Li2O分解的催化活性。該研究對抑制金屬氧化物電極材料在循環過程中的體積膨脹，提高其循環穩定性，促進其實際應用提供了完備的理論支撐。（供稿 西安理工大學 編輯 楊薇）

　　附：論文連結

　　http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201704851/full