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郭再萍院士團隊,重磅Angew!
來源: 時間:2024-02-01 10:03:01 瀏覽:1758次

第一作者:Zhibin Wu、Gemeng Liang

通訊作者:郭再萍院士、Bernt Johannessen、陳立寶教授

通訊單位:阿德萊德大學、澳大利亞同步加速器中心、中南大學

DOI: https://doi.org/10.1002/anie.202317941.



研究背景



鈮(Nb)基氧化物因其高倍率、高容量和安全的工作電壓,成為鋰離子電池(LIBs)有前途的插入負極候選材料,但其固有的導電性差和有限的循環(huán)壽命(小于1000次循環(huán))阻礙了它們的實際應用。雖然通過與碳質材料結合來緩解,但總體積能量密度會降低。其中,在Nb基氧化物中加入鉬(Mo),通過溶劑熱反應制備的MoNb12O33具有多孔的微球形態(tài)和穩(wěn)定的Wadsley-Roth晶體結構,具有優(yōu)異的電化學性能,引起了科研人員廣泛的研究興趣?;诖?,澳大利亞阿德萊德大學郭再萍院士、澳大利亞同步加速器中心Bernt Johannessen和中南大學陳立寶教授等人報道了一種鈮-鉬氧化物剪切相(Nb, Mo)13O33,具有優(yōu)異的電化學鋰離子存儲性能。



文章要點



1、在本文中,作者制備了不同退火時間的鈮-鉬氧化物作為鋰離子電池(LIBs)的負極,其中最優(yōu)退火時間(18 h)的鈮-鉬氧化物(NMO-18h)具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性(在1 A g-1下循環(huán)超過15000次)和良好的倍率性能。所制成的電池循環(huán)穩(wěn)定性高達15000次,驗證了這種結構穩(wěn)定性的重要性,其是由結構中的八面體畸變引起的。

2、利用同步加速器X射線粉末衍射(XRD)和X射線吸收光譜(XAS)實時探測NMO-18h電極在電池運行過程中的結構變化,證實了NMO-18h可作為一個穩(wěn)定的高性能電極,通過Mo摻雜劑調控的短程結構實現。作者發(fā)現該材料具有穩(wěn)定的結構和功能,通過減少八面體畸變實現單相電化學反應,從而獲得超長循環(huán)壽命和出色的倍率能力。本工作為穩(wěn)定Wadsley-Roth氧化物的材料結構以獲得極長的電池壽命提供了新的見解。



圖文展示



圖1. NMO-18h粉末的結構

2.具有NMO電極的LIBs的電化學性能

圖3. NMO-18h電極的時間分辨原位同步加速器XRD數據與電化學曲線疊加

4. NMO-18h電極LIB在初始放電期間的時間分辨原位Mo K-edge XAS數據

5. NMO-18h電極在初始放電過程中的時間分辨原位Nb K-edge XAS數據

6.電池循環(huán)過程中NMO-18h電極的結構/功能關系示意圖

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?,F代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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