鋰離子電池的最大輸出功率以及最短充電時間通常取決于離子和電子的傳輸速率，而鋰離子在正極或負極材料顆粒中的離子擴散行為是電池充放電速率的主要限制因素。目前，通常是將正極或負極顆粒制成多孔的納米材料從而優化固態離子的擴散速率，但此舉會導致 材料的體積能量密度等參數的嚴重劣化。

經證實，通過制備微米級的鈮鎢氧化物材料（Nb₁₆W₅O₅₅以及Nb₁₈W₁₆O₉₃）以替代納米材料同樣可以顯著優化電池性能，如圖1所示，微米級的鈮鎢氧化物材料無論在高速或低速放電條件下均表現出相對其他材料更高的體積能量密度，也因此證明了材料的尺寸以及多孔 性均非高速充放電電池電極的必要條件。

圖1

如圖2所示，Nb₁₆W₅O₅₅由(Nb,W)O₆八面體堆垛而成，Nb₁₈W₁₆O₉₃則由(Nb,W)O₄四面體連接形成類鎢青銅結構。

圖2

以Nb₁₈W₁₆O₉₃結構為例（如圖3），該材料具有與四面體鎢青銅結構極為相似的結構，四面體鎢青銅通過堿金屬離子K+填充至四面體間的通道位置實現結構的穩定化，而在Nb₁₈W₁₆O₉₃中，并不存在堿金屬陽離子，其結構穩定化是由—M—O—鍵部分占據四面體間的通道 實現的，因此，具有足夠的開放空間供鋰離子進行插層與遷移

圖3

同時，由于該材料結構存在剪切平面、不規則的多面體結構以及由—M—O—造成的穩定化，限制了其在鋰離子傳導過程中的結構重排（如旋轉、傾斜等，結構重排會限制鋰離子的遷移，進而降低其遷移率），因此，該材料在具有較高存儲密度的同時，兼具較高的鋰離 子遷移速率，其鋰離子擴散系數為鈦酸鋰的數個數量級。

綜上，鈮鎢氧化物材料的出現突破了通過電極材料納米化以優化電池中離子遷移速率及電學性能的傳統方法的桎梏，不僅為電池材料的制備，同時也為其他涉及離子遷移和離子存儲的材料領域開拓了思路，具有很強的借鑒意義。