在鋰離子儲存中，微結構單晶電極材料由於去除了材料內部的晶界而在離子電導率方面表現出巨大的優勢，但通常會犧牲Li離子在微米顆粒中的擴散距離，從而降低倍率性能和循環穩定性。

因此，非常需要設計和合成結合微米結構和奈米結構優點的高性能儲鋰介孔單晶微粒材料。

李₂鈦矽酸₅，作為三元金屬氧化物之一（Li₂氧化鈦₂-二氧化矽₂），表現出雙電子（Ti⁴⁺/鈦²⁺氧化還原）TiO 和 Li 之間的轉化反應₄二氧化矽₄當用作鋰離子電池負極材料時。

因此，理論容量高達 308 mAh g^Ø1可以得到。⁴⁶更重要的是，李₂鈦矽酸₅與 Li/Li 相比，也顯示約 0.28 V 的適當且安全的工作電位⁺既可以避免鋰枝晶的形成，又可以保證高能量密度。

然而，其本徵電子和鋰含量較低⁺塊體形式的電導率降低了其容量、循環和倍率性能。因此，建造介孔鋰是非常理想但具有挑戰性的₂鈦矽酸₅單晶電極具有高倍率性能和良好的循環穩定性。

軟模板法是建構高結晶和/或單晶介孔金屬氧化物的最流行的合成路線。軟模板法因其簡單、可控和可大規模生產而成為合成介孔材料最直接、最可行的方法。許多努力致力於透過這種途徑製造高結晶介孔金屬氧化物。

然而，所獲得的組合物通常限於幾種單一組分。此外，所得材料通常是多晶的，具有豐富的晶界和缺陷，這不可避免地會在某些應用場景中帶來負面影響。近年來，多組分金屬氧化物引起了各個領域的極大興趣。然而，迄今為止，還沒有關於三種以上組分的單晶和化學計量介孔金屬氧化物的合成的報告。

針對這項挑戰，近日，復旦大學李偉教授團隊首次報導了軟膠束定向合成單晶狀介孔鋰₂鈦矽酸₅透過逐步結晶策略。具體來說，化學計量的螯合物前驅物（Ti⁴⁺/李⁺-檸檬酸鹽螯合物）首先是作為實驗室製造的前體開發的。

其中豐富的羧基和羥基檸檬酸鹽中不僅可以很好地協調Ti⁴⁺和李⁺離子並抑制敏感的鈦和鋰前體的水解，而且還能夠成功地將多組分共組裝成有序的介觀結構而無需相分離。隨後，碳和SiO互穿₂基質透過熱解形成，作為剛性網絡限制框架的結晶並保護介觀結構免於塌陷。

有趣的是，非晶態SiO₂可以與各向異性的Li原位反應₂二氧化鈦₃形成各向同性Li₂鈦矽酸₅透過定向附著結晶過程形成單晶。同時，在中孔表面塗覆超薄碳層（~2 nm）。所得單晶狀介孔Li2_鈦矽酸5_{顯示比表面積 (~25 m}2^克Ø1^{）、均勻的孔徑（~4.0 nm）和單晶框架。}值得注意的是，單晶

類介孔鋰2鈦矽酸₅表現出安全工作電位（±0.28 V vs. Li/Li₊），最大鋰儲存量393 mAh g^Ø10.02 A g 時^Ø1，卓越的倍率能力（148 mAh g^Ø15.0 A g 時^Ø1）和出色的長期循環性能（138 mAh g^Ø12.0 A g 時^Ø13000 次循環後）由於快速 Li⁺由介孔通道引起的擴散，對應於奈米級晶體框架和短擴散長度（5-10 nm）。^{研究結果是}發表

在日記中國家科學評論。更多資訊：Yanhua Wan 等人，用於高性能鋰存儲的單晶狀介孔化學計量氧化物的膠束定向自組裝，

國家科學評論（2024）。DOI：10.1093/nsr/nwae054引文: