目前商業鋰離子電池常用的負極材料是石墨。但由于SEI膜的形成，引起嚴重的安全問題，并且其低的Li擴散系數而導致差的電化學性能。有研究稱氧化物插入宿主是比較好的負極，因為它們的密度通常大于石墨，具有更高的體積能量密度。最近報道稱，正交Li3VO4（LVO）是一個很好的選擇。更重要的是，LVO的理論體積容量為1047 mAh/cm^3，高于石墨790 mAh/cm^3，這是一個明顯的改善。但是，盡管LVO具有高離子導電性，但電子導電率低，這導致差的倍率性能。提高LVO倍率性能的常用方法是合成納米級LVO顆粒，減少鋰離子和電子的輸送距離。不幸的是，納米尺寸的材料又會造成密度低的問題，并顯著降低了電池的體積能量密度。
圖1. LVO@C球體合成示意圖。
圖2. LVO@C球體的材料表征。a）XRD圖案；b，c）SEM圖像；d-f）TEM圖像；g-j）元素映射： TEM圖像（g）和相應（h）V、（i）O和（j）C的EDX圖。
近期，中國科技大學的余彥教授通過形態學-遺傳途徑合成了一種碳層包覆納米級Li3VO4球體。與LiNi0.5Mn1.5O4正極組合的鋰離子全電池，顯示出比現有系統更好的電化學性能。全電池以0.2C的電流充放電可提供385 mAh/g的容量，這接近于LVO的理論容量。隨著電流的增加，放電容量緩慢下降，并在連續循環時保持穩定。即使在15和20C的高倍率下，分別具有271 mAh/g（0.2C容量的70％）和244 mAh/g（0.2C容量的63％）的高容量，表明LVO//LNMO 全電池具有卓越的倍率性能。
圖3. LVO/LNMO電池的電化學性能；a）全電池示意圖；b）0.2C倍率下正負極各自的充放電曲線；c）差分容量對電壓曲線；d）LVO/LNMO全電池的充放電曲線; 以1C速率充電，以0.2至20C的各種電流放電；e）倍率性能；f）在3C倍率下的循環穩定性
作者對LVO@C球體優異的鋰儲存性能歸因于以下設計特征：
通過原位形成碳殼有效地抑制了LVO顆粒的生長，縮短了離子和電子的擴散距離
在LVO球體上碳涂層的均勻分布有效地提高了復合材料的電子導電性
多孔結構使得更有活性的材料接觸電解液，這有利于Li+的快速轉移。
作者通過形態遺傳學方法合成的亞微米級LVO@C球體具有先進的電化學性能，對下一代大功率電池具有很大的商業前景，并且LVO//LNMO系統可能成為大規模儲能應用系統的合適候選者。
