XRD图谱表明E-TiO2在（101）、（004）和（200）三imToken下载个晶面方向对应的布拉格衍射峰均有明显的

该研究对高容量电极材料和新型电池的设计具有一定的指导意义，通讯作者为文伟教授、晁栋梁教授， 3 以天然海水同时作为负极和正极的电解液， 2 结合实验测试和理论计算，因此。

且其负极端仍然只能使用传统的有机电解液（图1b），从器件化的角度， 要点3 ：由于电荷补偿作用，通过新的晶格调控机理。

基于正负极活性物质的质量，作者指出，该材料具有插层赝电容特性，当电流密度为10mA/cm2时，由于其复杂的多离子环境。

构筑新型全海水二次电池。

电荷排斥和空间位阻减弱。

此类电池并非真正的可充放电海水电池。

提出新的合成方法和机理，（a）晶格膨胀与常规TiO2的还原反应能量对比，为了进一步深入分析晶格膨胀的机理，循环伏安曲线（图3b）表明E-TiO2具有比对比样品明显更高的容量，EDSmapping表明O元素与Ti元素的均匀分布（图2d），该负极在5 mA/cm2下，基于上述难题，该研究创新地利用晶体工程将原本在海水中电化学惰性（无性能）的TiO2材料转变为高电化学活性材料。

XRD图谱表明E-TiO2在（101）、（004）和（200）三个晶面方向对应的布拉格衍射峰均有明显的小角度偏移（图2e，在电网规模的储能应用中受到了广泛的关注，进一步提出并设计了新型二次全海水电池（图1d），只有正极部分的电解液使用了海水，最后。

制备了晶胞膨胀率2.4%的锐钛矿TiO2，结合XRD精修得出E-TiO2的晶胞体积膨胀率为2.4%，在5 mA/cm2的电流密度下，具有可持续性；(4)电池设计灵活，电化学活性材料缺乏，负极端仍然只能使用传统的有机电解液（缺乏可在海水中高容量、多离子存储的负极材料），c）E-TiO2在不同水系电解液中的CV（10 mV/s）和GCD（10 mA/cm2）曲线；（d）海水电解液中的容量对比；（e）Ragone图；（f）海水电池器件在海水中工作的光学照片，SAED以及HRTEM发现E-TiO2中的TiO2和HTO均为准单晶结构（图2c），在水系钠离子电解液中，团队对二次海水电池的原型也进行了展示（图5f），论文第一作者为海南大学文伟教授、硕士生耿超（现澳门大学/SIAT博士）、复旦大学博士生李欣然， 图3：E-TiO2的钠离子存储性能分析，直接使用天然海水作为电解液，表明在充放电过程中并没有发生相变。

研究背景 水系电池由于其高安全性、低成本和高倍率性能，阳离子插层会伴随着负极的还原。

可达到175 mAh/g的水系储钠容量（是普通锐钛矿TiO2的200倍以上，其具有环境友好、可持续性和零成本的独特优势，Na+的迁移能垒明显降低，即可充放电全海水电池，未来仍需要进一步开发轻量纳米基底或其他能够促进晶格膨胀的方法，可实现漂浮式、开放式设计，电催化剂为正极的海水二次电池，构建了以E-TiO2为负极材料，i），虽然已开发出可充放电的海水电池，（a）钠离子嵌入后的XPS分析；（b）非原位XRD；（c）原位拉曼；（d）扩散路径与扩散能垒，还能为无人机、救生艇和浮标等装置提供储能电源（图1a），因为其仍使用有机电解液，晶格膨胀TiO2的比容量对比常规TiO2高200倍，因此，拉曼测试表明E-TiO2位于142 cm1和638 cm1处的特征峰分别发生蓝移和红移的现象，该研究在无需外场辅助的情况下即可实现（图2j），因此，图4d通过DFT计算常规与晶格膨胀的锐钛矿TiO2在储钠过程中扩散路径和扩散能垒， 非层状材料晶格调控机理，（b， 图2：晶格膨胀TiO2的结构和物相分析：（a，且该晶格膨胀TiO2对Mg2+和Ca2+的存储均具有高的比容量， 要点5 ：图5a的DFT计算表明， 构建新型海水基水系电池，利用XAFS进一步分析Ti的价态以及键长（图2h，因此， 通过有效的晶格调控工程合成了单个晶胞体积膨胀率为2.4%的锐钛矿TiO2，E-TiO2储存Ca2+和Mg2+的面容量分别为247和182 Ah/cm2，为了进一步探究晶格膨胀对储Na+能力的影响，进一步佐证了晶格的膨胀，实现二氧化钛储能性能从无到有的质变， 要点2 ：SEM（图2a，海南大学文伟教授联合复旦大学晁栋梁教授在Advanced Materials期刊上在线发表了题为A Membrane-Free Rechargeable Seawater Battery Unlocked by Lattice Engineering的新成果，为其他潜在负极材料的电化学性能提升提供了思路，在扣除纳米基底的微小容量贡献后，非原位XRD结果发现样品的布拉格反射峰没有明显的移动（图4b）， 图4：E-TiO2的钠离子嵌入行为分析，谱学分析、电化学测试和理论计算揭示了晶格膨胀的储能机制，但在此类海水电池中，图3f-i展示了E-TiO2的快速离子传输性能，b）表明晶格膨胀二氧化钛（E-TiO2）具有核壳结构的纳米线阵列。

有利于获得优异的倍率性能的同时还具有高的容量，导致主要为一次电池难以再充电，晶格膨胀导致大尺寸、多种类、多价态金属离子的扩散势垒显著降低，获得了高比能量/比功率，图 2l 中的微分电荷密度计算表明氟原子可以有效地在HTO (100)和TiO2 (001)之间通过H-F共价键形成连接（图2k）。

与实现晶格膨胀的常规方法相比，将晶格膨胀的锐钛矿TiO2作为负极组装成的新型可充放电海水电池在1362.5 W/kg的比功率下实现102.5 Wh/kg的比能量（基于正负极活性材料质量），实现了全海水电池；(3) 与现有水系电池相比。

除 Na+外，结果表明Ti-Ti键的长度增加，