在當(dāng)前工作中使用的鈮鎢氧化物具有剛性的開(kāi)放結(jié)構(gòu)。原子排列很復(fù)雜，但格里菲斯認(rèn)為結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和混合金屬成分是材料具有獨(dú)特傳輸性能的原因。許多電池材料都基于相同的兩個(gè)或三個(gè)晶體結(jié)構(gòu)，但這些鈮鎢氧化物根本不同，格里菲斯說(shuō)。氧化物通過(guò)氧氣的支柱保持打開(kāi)，這使得鋰離子能夠以三維方式穿過(guò)它們。氧氣柱或剪切平面使這些材料比其他電池化合物更加堅(jiān)硬，因此，加上它們的開(kāi)放結(jié)構(gòu)意味著更多的鋰離子可以穿過(guò)它們，而且速度更快。

研究人員使用一種稱(chēng)為脈沖場(chǎng)梯度（PFG）核磁共振（NMR）光譜的技術(shù)，該技術(shù)不易應(yīng)用于電池電極材料，研究人員測(cè)量了鋰離子通過(guò)氧化物的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)它們以幾個(gè)數(shù)量級(jí)的速率移動(dòng)比典型的電極材料高。目前鋰離子電池中的大多數(shù)負(fù)極都是由石墨制成，具有高能量密度，但是當(dāng)高速充電時(shí)，這會(huì)出現(xiàn)短路并導(dǎo)致電池起火并可能爆炸。格雷說(shuō)：在高利率的應(yīng)用中，安全性比其他任何操作環(huán)境都要重要。關(guān)于要更安全的石墨替代品的快速充電應(yīng)用而言，這些材料，以及其他類(lèi)似材料，絕對(duì)值得關(guān)注。鈮鎢氧化物易于制造。許多納米粒子結(jié)構(gòu)要多個(gè)步驟來(lái)合成，而你最終只要少量材料，因此可擴(kuò)展性是一個(gè)真正的問(wèn)題，格里菲斯說(shuō)。但這些氧化物很容易制造，不要額外的化學(xué)品或溶劑。

盡管氧化物具有優(yōu)異的鋰傳輸速率，但它們確實(shí)導(dǎo)致比一些電極材料更低的電池電壓。然而，工作電壓有利于安全，并且高鋰傳輸速率意味著當(dāng)快速循環(huán)時(shí)，這些材料的實(shí)際（可用）能量密度仍然很高。雖然氧化物可能只適用于某些應(yīng)用，但Gray說(shuō)重要的是繼續(xù)尋找新的化學(xué)品和新材料。假如你不繼續(xù)尋找新的化合物，菲爾茲就會(huì)停滯不前，她說(shuō)。這些有趣的材料使我們能夠很好地了解我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)更高速率的電極材料。