在日益增長(zhǎng)的能源需求下，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，因其具有使用方便、環(huán)境污染少，不受地域限制，比能量和比功率高等優(yōu)點(diǎn)得到快速大規(guī)模的發(fā)展。當(dāng)前主要的電化學(xué)儲(chǔ)能電池有鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池和超級(jí)電容器。其中，鋰離子電池已基本占據(jù)便攜式電子產(chǎn)品市場(chǎng)，如手機(jī)、筆記本電腦、照相機(jī)等，并且已經(jīng)開始在電動(dòng)汽車和混合電動(dòng)汽車上得到應(yīng)用。因其具有高的比能量、優(yōu)異的循環(huán)性能和綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，鋰離子電池不僅擁有廣闊的市場(chǎng)前景，也引起了科研工作者的廣泛關(guān)注。

為了滿足鋰離子電池高能量密度和高穩(wěn)定性的要求，作為鋰離子電池重要組成部分的電極材料積聚了廣泛的關(guān)注和研究。在眾多鋰離子電池負(fù)極材料中，嵌入型負(fù)極如石墨和鈦酸鋰仍然主導(dǎo)著商業(yè)市場(chǎng)。2013年，Li3VO4作為電池負(fù)極材料被首次報(bào)道，因其具有合適的電壓平臺(tái)（~1.5 V）和較高的理論容量（394 mAh/g）而成為一種有競(jìng)爭(zhēng)力的嵌入型負(fù)極材料。Li3VO4有低溫β相和高溫γ相，γ相比β相具有更好的離子導(dǎo)電性，而目前的研究工作都集中在低溫相β-Li3VO4的改性，γ-Li3VO4因只能在高溫下存在而很少被報(bào)道。

有鑒于此，近期華中科技大學(xué)翟天佑和李會(huì)巧課題組通過Si摻雜成功合成具有高離子電導(dǎo)率的高溫相γ-Li3VO4并詳細(xì)探討了Si的摻雜機(jī)制和摻雜位置，電化學(xué)性能測(cè)試結(jié)果表明γ-Li3VO4具有較高的電導(dǎo)率和更加穩(wěn)定的脫嵌鋰性能。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)前驅(qū)體的比例，發(fā)現(xiàn)Li過量且Si摻雜量x在0.05~0.15時(shí)能形成純相的γ-Li3VO4。實(shí)驗(yàn)結(jié)論和第一性原理計(jì)算結(jié)果都表明Si摻雜形成γ相的機(jī)制是間隙鋰機(jī)制，在這種機(jī)制下，摻雜后的理論化學(xué)式為L(zhǎng)i3+xV1-xSixO4。進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)表征表明硅摻雜量的增多會(huì)引起間隙鋰等缺陷的增多，使晶格無(wú)序度增加，離子的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，這可能是γ-Li3VO4離子導(dǎo)電性高的原因。在dQ/dV曲線中，γ-Li3VO4僅表現(xiàn)出一對(duì)氧化還原峰，這說(shuō)明其脫嵌鋰過程更加穩(wěn)定。將γ-Li3VO4用作電極材料，結(jié)果表明與低溫相β- Li3VO4相比，高溫相具有更加平滑和穩(wěn)定的鋰離子脫嵌曲線，也表現(xiàn)出更好的循環(huán)穩(wěn)定性。這是高溫相γ-Li3VO4在電極材料中首次成功的應(yīng)用，他們的工作不僅為高溫相γ-Li3VO4作為電極材料的應(yīng)用提供了可能，同時(shí)也為其他電極材料的改性打開了一種新思路。