中国科学技术大学姚宏斌教授课题组在Advanced Functional Materials上发表了题为“Multiscale Designed Niobium Titanium Oxide Anode for Fast Charging Lithium Ion Batteries”的文章。报道了多尺度铌钛氧化物负极设计策略，从晶体结构改性、表面碳包覆到整个电极尺度三维网络构建，以实现快速充电锂离子电池。在TiNb2O7x(TNO7x)晶体结构中，O2空位的形成导致离子半径更大的低价阳离子(Ti3+和Nb4+离子)的出现，引起晶胞体积的增大，从而在晶胞中创造了更快的Li+离子扩散通道，显著增加了TiNb2O71x和TiNb2O7x@c (TNOx@C)的Li+离子扩散系数，比TiNb2O7 (TNO)高出2倍。在更大的材料尺度上，具有纳米级厚度的均匀碳包覆层显著地将电子导电性提高了至少8个数量级，达到1.5×101 S cm1。在电极结构层面，通过气流纺丝技术合成的1D TiNb2O7x@C纤维被紧密组装在一起，形成离子和电子的高速传导网络，使电极中的极化降低。这样在多尺度的基础上设计的TiNb2O7x@C负极,和LiCoO2(LCO)正极(20 mg cm-2)组装成的全电池具有优异的快速充电性能(1.55 mAh cm2在3C)和良好的循环稳定性(1C时50循环后为2.21 mAh cm2)。