本成果主要是一种一体化电极的高效构筑与电化学性能调控方法，从电极的微观结构和性能的构效关系出发，以新型高容量多元过渡金属化合物为导向，打破传统粉末电极中不导电粘结剂对电化学动力学的限制，采用无模板直接生长构筑技术，通过三维有序阵列结构设计、微纳米化制备以及活性材料组分协同优化，建立系列无需额外导电剂、粘结剂的新型高效自支撑一体化电极， 实现了结构与性能有机统一的微纳米阵列结构组装体的可控制备，发展了原位构筑一体化电极结构的理论，揭示了自支撑电极基元间电荷转移和能量传输机制，为实现储能电极的便携性、性能优化、功能调控及实际应用提供了新策略和理论指导。提供了一条将电极材料粉末直接集成为有序自支撑一体电极的切实可行的途径。
1.建立了自支撑镍钴基氧族纳米阵列电极的可控构筑的理论与方法。利用导电衬底（泡沫金属、碳纤维布）独特的三维多孔结构、大的比表面积以及高的导电率特性，在集流体衬底上原位实现高理论容量镍钴氧基化合物纳米阵列的大面积构筑，构建机械和电学接触良好的多孔有序一体化电极，能同时获得优异的粘结强度和有效的电子/离子传质输运能力。建立了不同合成技术下自支撑结构调控的理论与方法，揭示了良好的阵列网络改善电极表面和内部电子传导的传输规律。
2.实现了组分协同优化构建高性能一体电极的有效调控策略与机制。将有序阵列储能动力学上的优势和协同优化原理相结合，利用阴离子替代、协同复合、元素修饰等手段分别实现了镍钴基阵列电极的高效调控策略，极大提高活性材料的电化学比表面积和暴露活性位点，促进电解质扩散和电子释放，构建了协同优化自支撑电极结构体系。建立了高性能一体阵列电极构筑调控新方法，揭示了优化调控技术促进镍钴基化合物一体化电极储能容量和循环稳定性的作用机制。
3.发展了不同类型三元金属基一体化电极的构建及其储能调控。通过将不同金属元素基元可控集成控制其比例和参数， 实现了新型二元过渡金属基化合物电极材料的精细调控，开发了不同高性能自支撑集成一体化电极， 利用微纳结构材料的大比表面积和短距离离子传输的特性，构建能量器件存储原型， 发挥集成电极电化学动力学的优势，实现新型三元电极材料电化学储能精准调控。
应用前景：
成果建立了自支撑镍钴基氧族纳米阵列电极的有效构筑及结构调控方法，实现了组分协同优化的镍钴基阵列电极调控策略，阐明了储锂/超电容性能提升机理，发展了不同类型三元过渡金属基化合物电极材料一体化电极的构建策略及储能性质的调控。为新型高效便携式电极的研发提供了新策略和理论指导。
成熟度：小试
