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  面對日益加劇的溫室效應和化石燃料枯竭危機，鋰離子電池（LIBs）作為一種極具潛力的儲能方案受到廣泛關注。盡管科研人員已圍繞提升 LIBs 性能開展了大量研究，但仍需進一步優化其快充性能、循環壽命和容量，以滿足電動汽車與可穿戴電子設備的需求。負極材料的電化學性能是決定 LIBs 整體性能的關鍵因素，而商用石墨、硅、金屬氧化物等傳統負極材料已難以滿足當前應用需求 —— 在循環過程中，這些材料易出現固體電解質界面（SEI）膜過厚、體積膨脹顯著、鋰枝晶生長等問題，導致電化學性能劣化。因此，開發高性能先進負極材料迫在眉睫。

  鈮鈦氧化物（TiNb2O7，TNO）作為一種鈦鈮基氧化物，具有 1~3V 的高工作電位，可有效抑制鋰枝晶生長，顯著提升電池安全性；同時，其理論比容量高達 387 mAh/g，且循環穩定性與倍率性能優異，被視為 LIBs 最具潛力的負極材料之一。然而，與多數過渡金屬氧化物類似，TNO 因禁帶寬度較大，電導率較低，嚴重制約了其電化學性能的發揮。為充分挖掘 TNO 的電化學潛力，當前改性研究主要圍繞提升其電導率展開，具體可分為 “內改性” 與 “外構建” 兩類策略：內改性包括：1. 離子摻雜 - 在費米能級處引入雜質能級，縮小禁帶寬度；2. 引入大離子半徑異質離子 - 擴大晶格體積，加速 Li⁺擴散；3. 構建氧空位 - 降低 Li⁺擴散能壘，提升電導率。外構建則是在材料表面包覆導電碳層，形成核殼結構。

  基于此，四川大學王延青特聘研究員課題組，在國際知名期刊ACS Applied Materials & Interfaces上發表題為“Mono-dispersed ultra-long single-walled carbon nanotubes enable the tough, binder-Free, and self-supporting TiNb₂O₇ thick electrode for high-rate Li-ion battery”的研究論文。文章第一作者為四川大學高分子科學與工程學院碩士研究生高凡，文章通訊作者為四川大學特聘研究員王延青。

  本研究為提高負極材料的導電性和電化學性能提供了一種有效方法。本研究通過簡單的溶劑熱法合成了 V³⁺摻雜介孔 TNO 微球，并以單分散單壁碳納米管（SWCNTs）同時作為 “導電劑”“粘結劑” 和 “集流體”，制備出具有活性的自支撐電極。V³⁺摻雜可顯著縮小 TNO 的禁帶寬度、擴大晶格體積，既提升電導率，又加速 Li⁺擴散；同時，離子摻雜還能增加氧空位含量，進一步優化 Li⁺擴散動力學與倍率性能。碳納米管（CNTs）因比表面積大、易發生 π-π 堆積，普遍存在團聚問題，難以形成有效導電通路。本研究通過分散劑分子對 SWCNTs 進行表面改性，利用分散劑的靜電排斥作用與空間位阻效應，實現了 SWCNTs 的穩定單分散（分散效率達 97%）。高分散性的 SWCNTs 在 TNO 微球表面形成具有力學強度的三維導電網絡，不僅顯著提升電導率，還可省去電化學惰性粘結劑；此外，單分散 SWCNTs 可替代集流體，實現自支撐負極的制備。綜上，本研究通過 “內引入異質離子與氧空位 + 外構建 SWCNTs 三維導電網絡” 的協同策略，大幅提升了 TNO 的電導率，進而優化其電化學性能：無粘結劑電極在 0.5C、7C 倍率下的比容量分別為 302.55 mAh/g、257.34 mAh/g，在 5C 倍率下循環 2000 次后比容量仍達 243.99 mAh/g；自支撐電極在 0.5C、10C 倍率下的比容量分別為 246.14 mAh/g、166.48 mAh/g，在 2C 倍率下循環 200 次后比容量為 196.75 mAh/g；組裝的 LFP-SS//3V-SWCNT5-SS 全電池在 0.5C 倍率下循環 180 次后，比容量仍保持 115.36 mAh/g，在柔性儲能器件中展現出巨大應用潛力。本研究提出的 “單分散 SWCNTs 構建三維導電網絡以提升材料電導率” 的方法，以及制備的柔性自支撐電極，為可穿戴電子設備的發展提供了新方向。

本文要點

要點一：單壁碳納米管分散液的制備

圖1: a）SWCNTs 分散機制及電極制備過程示意圖；b-c）單分散 SWCNTs 與分散劑結合的透射電子顯微鏡（TEM）和掃描電子顯微鏡（SEM）圖像；d）SWCNT 粉末及其分散液的拉曼光譜分析；e）紫外 - 可見（UV-vis）光譜數據；f）SWCNT 溶液的分散效率及分散效果；g）SWCNT 的高分辨 X 射線光電子能譜（XPS）C 1s 譜圖。

  碳納米管（CNTs）因比表面積大、易發生 π-π 堆積，普遍存在團聚現象，難以形成有效導電網絡，限制了其作為功能添加劑的應用。傳統剪切或酸蝕刻法雖能一定程度分散 CNTs，但會破壞其高導電結構。本研究采用兩步法實現 CNTs 的高效穩定分散：首先，將 CNT 粉末加入 NMP 溶劑中，在研磨等外力作用下，團聚的 CNT 團簇分散為單根 CNT，但因自身結構特性易再次團聚；此時，分散劑分子擴散至 CNTs 附近并吸附于其表面，通過調控分散劑與 CNTs 的比例，使分散劑分子以螺旋方式包裹 CNTs 表面，在保留 CNTs 高導電結構的同時，利用分散劑分子的偶極 - 偶極靜電作用與空間位阻效應，抑制外界因素導致的 CNTs 團聚，實現穩定分散（圖 1a）。

  與多壁碳納米管（MWCNTs）相比，單壁碳納米管（SWCNTs）柔韌性更強、長徑比更大，更易形成導電網絡，且能賦予自支撐電極優異的力學強度，因此本研究選用 SWCNTs 作為導電劑。熱重分析表明，SWCNT 樣品純度達 98.61%；SEM 表征顯示了分散前 SWCNT 的微觀形貌（圖 S1）。將 SWCNT 分散液真空抽濾可獲得導電網絡膜，通過 SEM 與 TEM 對分散效果進行表征：圖 1b 顯示，SWCNTs 表面包裹螺旋狀分散劑分子，實現了微觀尺度的單分散；宏觀上，改性后的 SWCNTs 在 NMP 中保持穩定分散，真空抽濾后可形成三維導電網絡（圖 1c）。拉曼光譜（圖 1d）顯示，SWCNT 粉末存在 D 峰（歸因于少量無定形碳或結構缺陷）和強 G 峰；而 SWCNT 分散液的 D 峰極弱，G 峰強度基本不變，表明分散后的 SWCNTs 結構更有序，實現了單分散。通過紫外 - 可見吸收光譜進一步評估 SWCNTs 的分散效果：將 SWCNT 粉末與分散液分別加入 NMP 溶劑中，配制質量分數為 0.007% 的稀釋液，經 10000 rpm 離心后，計算得二者分散效率分別為 64.4% 和 97.03%（圖 1e、f）。這一結果源于聚乙烯吡咯烷酮（PVP）與 SWCNTs 表面的纏結作用（提升 SWCNTs 在 NMP 中的溶解度，提供空間位阻），以及膽酸鈉（SC）中 SO??離子的靜電排斥作用，二者共同形成穩定力，抑制 SWCNTs 團聚。抽濾所得 SWCNT 膜的 XPS C 1s 譜圖（圖 1g）顯示，在 284.6 eV、285.8 eV、288 eV 和 289.5 eV 處分別出現對應 C=C 鍵、C-O/C-O-C 鍵、C=O 鍵和 O-C=O 鍵的特征峰，證明分散劑分子成功吸附于 SWCNTs 表面。此外，改性 SWCNTs 與 NMP 形成膠體溶液，呈現明顯的丁達爾效應（圖 1e），進一步證實 SWCNTs 具有優異的分散性。

要點二： P-SWCNTx 電極形貌、結構與電化學性能

圖2: a-b）P-SWCNT₃ 電極的 SEM 圖像；c-d）各電極的 X 射線衍射（XRD）圖譜；e）P-SWCNT_x 電極的倍率性能；f）P-SWCNT_x 電極在 0.1C 倍率下的循環性能；g）P-SWCNT_x 電極在 2C 倍率下的循環性能；h）P-SWCNT₃ 電極的恒電流間歇滴定（GITT）曲線。

  如圖 2a-b 所示，當 SWCNT 粉末作為導電劑時，易發生團聚形成膠束，無法構建有效導電結構，電極實際導電效果接近無導電劑狀態；圖中多孔微球為合成的 V-TNO。XRD 圖譜（圖 2c）顯示，合成的 V-TNO 所有衍射峰均與 Wadsley-Roth 型 TNO 相（JCPDS No. 39-1407）高度匹配，且未檢測到明顯的 TiO₂或 Nb₂O₅雜質相，表明樣品純度較高。高分辨 XRD 圖譜（圖 2d）顯示，V³⁺摻雜使衍射峰向低角度偏移，表明 V-TNO 晶格體積增大 - 這是由于離子半徑更大的 V³⁺進入 TNO 晶格，晶格膨脹拓寬了 Li⁺擴散通道，從而提升 Li⁺擴散動力學。然而，導電劑與電化學惰性粘結劑的加入會顯著降低電池性能：隨著 SWCNT 粉末含量增加，電化學性能有所提升，但 SWCNTs 團聚問題未解決，無法形成有效導電網絡。當導電劑含量為 3% 時，電池電化學性能最佳 - 此時 SWCNTs 雖仍有團聚，但在體系中分布較均勻，可形成次優導電網絡；當 SWCNT 含量增至 5% 時，過量團聚的 SWCNT 膠束形成更大聚集體（類似二次顆粒），破壞原有次優導電網絡，導致導電通路減少。僅依靠 P-TNO 介孔微球結構，性能最佳的 P-SWCNT3 電極在 0.5C、5C 倍率下的比容量分別為 228.86 mAh/g、156.76 mAh/g（圖 2e），在 2C 倍率下僅能穩定循環 600 次，最終比容量為 167.71 mAh/g（圖 2g）。

要點三： P/V-SWCNTx-NMP 電極表征

圖3: 圖3 a-b）P-SWCNT₃-NMP的掃描電子顯微鏡圖；c - d）V-SWCNT₃-NMP的掃描電子顯微鏡圖；e）V - SWCNT3 - NMP的X射線光電子能譜高分辨率e）O 1s光譜；f）P - TNO和V - TNO的電子順磁共振光譜；g - h）P - SWCNT_x - NMP和V - SWCNT_x - NMP電極的倍率性能；i - j）P - SWCNT_x - NMP和V - SWCNT_x - NMP在0.1C下的循環性能；k - l）P-SWCNT_x-NMP and V-SWCNT_x-NMP電極的D_Li⁺；m）SWCNT₃-NMP and V-SWCNT_x-NMP的電化學阻抗譜擬合結果；n）PSWCNT₅ - NMP和V-SWCNT₅-NMP在5C下的循環性能。

  圖 3 展示了 P-SWCNT_x-NMP 與 3V-SWCNT_x-NMP 電極的表征與測試結果。SEM 圖像顯示，SWCNTs 形成三維導電網絡，介孔微球狀 TNO 纏繞于網絡中，證實 SWCNT 分散液實現了穩定單分散，可作為有效導電劑（圖 3a-d）。兩類電極的唯一區別在于活性物質（P-TNO 與 V³⁺摻雜 TNO）：V³⁺摻雜可有效拓寬 Li⁺擴散通道、提升 Li⁺擴散動力學、縮小禁帶寬度。電子順磁共振（EPR）測試表明，V³⁺摻雜在 TNO 中引入大量氧空位（圖 3e-f）；氧空位含量增加使孤電子數量增多，既提升電導率，又降低 Li⁺擴散能壘。

  電化學測試顯示，當 SWCNT 分散液添加量為 3% 時，電極性能最佳，表明該含量足以構建高效導電網絡；當 SWCNT 分散液添加量增至 5% 時，雖無明顯團聚，但因 SWCNTs 不參與容量貢獻，電極質量比容量有所下降（圖 3g-j）。V-SWCNT₃-NMP 電極性能優于 P-SWCNT₃-NMP：在 0.5C、7C 倍率下，V-SWCNT₃-NMP 的比容量分別為 265.13 mAh/g、221.41 mAh/g（P-SWCNT₃-NMP 為 246.53 mAh/g、189.59 mAh/g）；在 5C 倍率下循環 2000 次后，V-SWCNT₃-NMP 的比容量仍達 210.99 mAh/g（P-SWCNT₃-NMP 為 185.77 mAh/g）（圖 3g-h、n 及圖 S4e-f）。

要點四：無粘結劑電極制備、形貌與性能

  電池性能受活性材料本征特性與電極結構的共同影響。傳統電極制備中，需使用聚偏氟乙烯（PVDF）粘結劑將活性材料、導電劑與集流體粘結，但電化學惰性的 PVDF 不僅會阻礙電子遷移（降低電導率），還會增加電極質量（降低能量密度），因此無粘結劑電極的研究備受關注。本研究利用 SWCNTs 優異的力學性能與高效網絡結構，制備了無粘結劑電極（命名為 V-SWCNT_x-BF）（圖 3a）。V-SWCNT_x-BF 電極省去電化學惰性粘結劑，顯著提升電子與電荷傳輸效率。

  圖 4b-c 顯示，SWCNTs 保持穩定單分散，無明顯團聚現象，且相互連接形成三維導電網絡，V-TNO 介孔微球通過物理纏繞嵌入網絡中，進一步提升電導率。SWCNTs 的優異力學性能為三維導電網絡提供了足夠的機械強度，確保無粘結劑狀態下電極結構穩定。

  去除 PVDF 粘結劑后，所有 V-SWCNT_x-BF 負極的比容量均顯著提升，其中 V-SWCNT₅-BF 電極的比容量最接近 TNO 的理論值，在 0.5C 倍率下達 306.17 mAh/g（圖 4e 及表 S3）。V-SWCNT₅-BF 電極在 0.5C、1C、2C、3C、5C、7C 倍率下的比容量分別為 302.55 mAh/g、289.4 mAh/g、285.91 mAh/g、281.33 mAh/g、274.53 mAh/g、257.34 mAh/g（圖 4d） - 粘結劑的去除減少了電極中電絕緣材料的覆蓋，大幅提升電子轉移效率與電化學反應速率。在 5C 倍率下循環 2000 次后，該電極比容量仍保持 243.99 mAh/g，容量損失僅 11.2%（圖 4f），這歸因于 SWCNT 網絡的力學性能可抑制 TNO 在循環過程中的體積變化。

  圖 4f 顯示，當 SWCNT 分散液添加量僅為 0.5 wt% 時，電極在 5C 倍率下容量衰減顯著 - 這是由于無粘結劑時，稀疏的 SWCNTs 無法維持電極結構穩定；隨著 SWCNT 含量增加，循環穩定性逐步提升，表明適量 SWCNTs 可提供充足的機械強度。此外，該負極漿料僅去除粘結劑，其余組分添加量與其他系列電極一致，既增加了 TNO 與 SWCNTs 的接觸面積，又減少了因粘結劑導致的 SWCNT 輕微團聚，因此電極電化學性能隨 SWCNT 含量增加而提升。

  通過 GITT 測試分析 Li⁺擴散動力學（圖 4h 及圖 S6），結果顯示，隨 SWCNT 含量增加及三維導電網絡形成，Li⁺擴散系數（D _Li⁺）顯著提升。采用 EIS 評估無粘結劑狀態下電極的電荷傳輸速率與離子擴散能力：當 SWCNT 含量≥1 wt% 時，各電極的 R_ct 均小于相同 SWCNT 添加量的前期電極（表 S5），其中 V-SWCNT₃-BF 與 V-SWCNT₅-BF 電極的 Rct 分別為 27.19 Ω、22.96 Ω（圖 4g）。這一顯著提升源于更高效、更密集的三維導電網絡，以及無電化學惰性粘結劑的設計，二者共同加速了電子與離子的傳輸速率。

要點五：自支撐電極結構、形貌、力學及電化學性能

  傳統電極采用金屬集流體，不僅會降低電池的質量比容量與電荷轉移速率，還可能在機械彎曲場景（如柔性可穿戴電子設備）中引發安全風險。因此，開發高容量、經濟可行的無粘結劑柔性自支撐電極具有重要意義。本研究將負極材料與 NMP 溶劑混合后，通過真空抽濾制備出厚度 > 11 mg/cm² 的厚電極，所得自支撐負極的微觀形貌與化學組成通過 SEM 與 EDX 表征：在抽濾作用下，單分散 SWCNTs 仍保持高度分散狀態（無明顯團聚），形成三維蛛網式導電結構，且緊密纏繞在 TNO 微球表面（圖 5d）；高倍 TEM 圖像清晰顯示單根 SWCNTs 與 TNO 的粘附狀態（圖 5c）。EDX 分析中，C 元素分布與 SEM 圖像高度吻合，表明 SWCNTs 形成的導電網絡緊密包裹 TNO 微球（圖 S7）；根據 TiNb₂O₇（TNO）的分子式，Ti 與 Nb 的原子比為 1:2，因此 EDX 中 Nb 信號強于 Ti 信號；由于 SWCNT 網絡對 TNO 的緊密包裹，Ti 與 Nb 信號較弱，但二者分布一致，證實 TNO 合成成功（圖 5e）。

  為評估自支撐負極的結構穩定性及其在可穿戴電子設備中的應用潛力，對其柔性與力學性能進行了系統測試：圖 5f 顯示，自支撐負極具有優異的柔性，可實現不同程度的折疊與卷曲，并能恢復初始形狀，還可加工成紙飛機、紙鶴等多種形態；拉伸測試表明，V-SWCNT₅-SS 自支撐電極的力學性能優異，至少可承受 2.17 MPa 的應力與 3.36% 的應變（圖 5g-h），表明該電極在電解液環境中受壓時仍能保持良好結構。

  自支撐負極的電化學性能測試結果顯示：V-SWCNT₅-SS 電極在 0.2C、0.5C、1C、2C、5C、10C 倍率下的比容量分別為 246.14 mAh/g、239.47 mAh/g、228.24 mAh/g、209.82 mAh/g、189.75 mAh/g、166.48 mAh/g，在 0.5C 倍率下循環 100 次后比容量為 224.68 mAh/g（圖 5i-j）；該半電池負極在 2C 倍率下循環 200 次后，比容量仍保持 196.75 mAh/g（容量保持率 77.8%）（圖 5m）。值得注意的是，當 SWCNT 含量增至 10 wt% 時，電極的循環穩定性與質量比容量較 V-SWCNT₅-SS 顯著下降，這是由于 SWCNTs 不參與儲能，過量添加會導致電極結構脆化。

  為進一步探索自支撐負極的應用潛力，制備了厚度分別為 19.9 mg/cm²、39.8 mg/cm²、59.7 mg/cm² 的電極，并測試其倍率與循環性能（圖 S9）：結果顯示，過厚的自支撐電極性能較差，僅 19.9 mg/cm² 的電極表現出中等電化學性能。相反，EIS 與 GITT 結果表明，無粘結劑、無金屬集流體的自支撐電極具有更快的電荷轉移速率（R_ct=20.85 Ω）與顯著提升的 Li⁺擴散動力學（圖 5k-l 及圖 S10）。

要點六：不同電極的儲能機制研究

  圖 6a 與圖 S18 分別為 V-SWCNT₅-SS 與 V-SWCNT₅-BF 電極的原位 XRD 結果：無粘結劑自支撐電極的儲鋰過程為 Li?在 TNO 晶格間隙與空位中的放電嵌入 / 充電脫嵌；V-SWCNT₅-SS 電極的 (-1,0,1) 衍射峰在充放電后恢復至初始位置，表明三維導電網絡提升了循環穩定性。通過紫外 - 可見吸收光譜計算各電極的禁帶寬度（圖 6b-c）：與 P-SWCNT₃ 電極相比，采用 SWCNT 分散液構建導電網絡的電極禁帶寬度顯著降低。對比 V-SWCNT₅-BF、V-SWCNT--NMP 與 P-SWCNT₃-NMP 電極可知：1. V3?摻雜在費米能級處引入雜質能級，縮小了價帶與導帶間的能隙；2. 氧空位的引入增加了孤電子數量；3. 無粘結劑設計提升了電荷與離子傳輸速率。最終，無金屬集流體的自支撐電極通過三維蛛網式導電網絡進一步提升了 TNO 的電導率，使禁帶寬度大幅降低。

要點七：全電池性能分析

圖 7 a）LFP-SS//3V-SWCNT₅-SS 全電池在不同掃描速率下的 CV 曲線；b）LFP-SS、P-SWCNT₃-NMP、3V-SWCNT₃-NMP、3V-SWCNT₅-BF、3V-SWCNT₅-SS 電極的恒流充放電曲線；c）LFP-SS//P-SWCNT₃-NMP、LFP-SS//3V-SWCNT₃-NMP、LFP-SS//3V-SWCNT5-BF 全電池的倍率與循環性能；d）3V-SWCNT₅-SS 電極的恒流充放電曲線；e）LFP-SS//3V-SWCNT₅-SS 全電池的倍率與循環性能

  為探索無粘結劑自支撐電極的應用前景，本研究以商用磷酸鐵鋰（LFP）為正極，組裝全電池。由于自支撐負極厚度 > 11 mg/cm²，需采用相同方法制備自支撐正極以滿足 N/P 比 = 0.95，最終形成 LFP-SS//3V-SWCNT₅-SS 全電池。圖 7b 為該全電池在 0.2~0.8 mV/s 掃描速率下的 CV 曲線，顯示三對氧化還原峰；同時測試了各電極的恒流充放電曲線：半電池中，LFP-SS 正極的工作電壓范圍為 2.0~4.0 V，3V-SWCNT₅-SS 負極的工作電壓范圍為 1.0~3.0 V（圖 7b-d）。

  在所有全電池中，LFP-SS//3V-SWCNT₅-BF 全電池表現出最佳的倍率性能與循環穩定性：在 0.3C、0.5C、1C、3C、5C、10C 倍率下的比容量分別為 259.52 mAh/g、226.52 mAh/g、207.91 mAh/g、191.89 mAh/g、168.82 mAh/g、121.94 mAh/g，在 1C 倍率下循環 170 次后比容量仍達 135.48 mAh/g（圖 7c），凸顯了無粘結劑 TNO 負極的應用潛力。自支撐 LFP-SS//3V-SWCNT₅-SS 全電池在 0.3C、0.5C、1C 倍率下的比容量分別為 253.69 mAh/g、154.24 mAh/g、113.27 mAh/g，在 0.5C 倍率下循環 185 次后比容量仍保持 115.36 mAh/g（圖 7e），在柔性可穿戴電子設備中展現出巨大應用價值。

  文章鏈接

  Mono-Dispersed Ultra-Long Single-Walled Carbon Nanotubes Enable the Tough, Binder-Free, and Self-Supporting TiNb₂O₇ Thick Electrode for High-Rate Li-Ion Battery

  https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsami.5c06097

通訊作者簡介

  王延青特聘研究員簡介：四川大學特聘研究員，博導，四川省青年人才，國家制革技術研究推廣中心特聘專家，四川省專家服務團專家。入選四川大學“雙百人才工程”計劃（2019-2023），日本學術振興會（JSPS）外國人特別研究員（2015-2017）。2010年碩士畢業后去日本留學，于2014年獲日本北海道大學理學博士學位，畢業后在北海道大學、東京大學及日本企業（日本トリム）從事納米碳材料的基礎及應用研究。在日本期間，主持日本學術振興會（JSPS）青年學者項目。

  2019年加入四川大學高分子科學與工程學院高材系獨立開展研究工作，成立先進碳與能源材料應用研究室。主要從事超長碳納米管的單分散原理、碳基材料的設計制備及其在能源、環境相關領域的應用研究，主要包括：超長碳納米管在非/弱極性有機體系的分散研究、新型低添加、高倍率快充鋰電池導電劑、低溫鋰電池負極、鈉電池硬碳負極、電磁屏蔽/吸波材料、超級電容器、碳基導熱/散熱材料、柔性顯示材料、先進高分子功能材料等，作為第一作者或通訊作者在Advanced Functional Materials、Advanced Science、Nano Energy、Research、ACS Applied Materials & Interfaces、Journal of Materials Chemistry A、Chemical Engineering Journal、Small、Journal of Power Sources、Carbon、Nanoscale等期刊上發表80篇論文，累計引用2500余次。部分成果選為ESI高被引論文（3篇）和期刊封面文章

  回國后主持國家自然科學基金委NSAF聯合基金重點項目課題、人社部中國留學人員回國創業啟動支持計劃（重點類）、四川省科技廳國際科技創新合作項目、四川大學高層次人才引進項目、校地合作項目（自貢、遂寧）、企業項目等近10項。申請、授權中國發明專利30余項、美國專利2項、日本專利2項。研究成果獲得了山東省科技進步一等獎、國家優秀自費留學生獎學金、中國專利優秀獎（2項）、山東省專利獎、第二屆全國博士后創新創業大賽銅獎、四川省特聘專家、JSPS外國青年學者研究獎勵、北海道大學私費外國人留學生特待制度、四川大學優秀科技人才獎，入選四川省天府峨眉計劃創業領軍人才、蓉漂計劃、江蘇省雙創人才、鹽都特聘專家等。2024-2025年受邀在江蘇省常州市新北區科技局掛職副局長。

  課題組主頁：https://www.x-mol.com/groups/wangyanqing