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麥立強/安琴友Adv. Sci.：MoO2/MoP異質結構納米帶誘導快速電子/離子擴散動力學

過渡金屬氧化物（TMOs）被認為是鋰離子電池（LIBs）的潛在負極材料。然而，大體積變化、差導電性等缺點阻礙了這些材料滿足實際應用的需要。設計良好的介孔納米結構和電子結構調制可以增強電子/鋰離子的擴散動力學。

武漢理工大學麥立強、安琴友等通過一步磷化工藝獲得了由均勻納米顆粒組成的獨特介孔二氧化鉬/磷化鉬異質結構納米帶（meso-MoO2/MoP-NBs）。

圖1 meso-MoO2/MoP-NBs的合成路線和形貌表征

莫特-肖特基測試和密度泛函理論計算表明，異質結構促進了兩種材料中電子和空穴的分離，以及電子從MoO₂向MoP的遷移，從而產生了優異的電子導電性。原位XRD表征和非原位HRTEM測試清楚地表明，鋰的儲存機制是鋰化MoO₂的部分轉化和MoP的有限固溶反應。meso-MoO₂/MoP-NBs在鋰化/脫鋰過程中a、b、c和V的變化率小于meso-MoO₂-NBs，有利于長期循環穩定性。

圖2 鋰離子存儲性能

受益于協同效應，meso-MoO2/MoP-NBs 表現出顯著的循環性能（在1 A g-1下循環1000次后為515 mAh g^-1）和優異的倍率性能（在8 A g^-1下為291 mAh g^-1）。這項工作通過電子結構調制展示了具有高鋰離子存儲性能的MoO2/MoP異質結構。作者相信，對電子結構和詳細反應機理的深入了解可以為廣泛儲能領域的先進電極材料提供新的設計標準。

圖3 鋰離子存儲的動力學分析

Electronic Structure Modulation in MoO2/MoP Heterostructure to Induce Fast Electronic/Ionic Diffusion Kinetics for Lithium Storage. Advanced Science 2021. DOI：10.1002/advs.202104504

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