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電極活性材料的Li⁺嵌入/脫嵌導致大的晶格膨脹/收縮，導致電極的嚴重結構退化，并可能對固態鋰電池的循環壽命產生負面影響。在層狀正交MoO₃（α-MoO₃）的情況下，在Li⁺嵌入/脫出過程中，其沿b軸的大晶格變化導致不可逆的相變和結構退化，導致不期望的循環壽命。

在此，南京理工大學夏暉教授、翟騰和中國科學院物理研究所蘇東教授等人提出了一種點陣釘扎策略來構建具有外延互生結構的α-MoO₃和η-Mo₄O₁₁之間的共形界面。由于在Li⁺嵌入/脫出過程中η-Mo₄O₁₁的晶格變化很小，因此η-Mo₄O₁₁結構域作為釘扎中心可以有效抑制α-MoO₃的晶格膨脹，沿b方向的晶格膨脹從16%左右明顯降低到2%。

本文所設計的α-MoO₃/η-Mo₄O₁₁互生異質結構利用外延穩定性和釘扎效應的優點，在循環過程中具有良好的結構穩定性(在2 A g^?1和298±2 K下，經過3000次循環后容量保持率約81%)。最后，得益于穩定的正極-固體電解質界面，進一步展示了一種高耐用和柔性的全固態薄膜鋰電池。

圖1. MoO₃/Mo₄O₁₁異質結構構筑

總之，該工作展示了通過構建共形界面來穩定α-MoO₃在α-MoO₃/η-Mo₄O₁₁異質結構中的晶格釘扎策略。這種策略大大延長了循環壽命，提高了倍率，從而提高了Li⁺的存儲能力。通過合理的異質結構設計，α-MoO₃的外延晶格通過強離子鍵在共形界面處受到η-Mo₄O₁₁的有效約束，成功抑制了α-MoO₃沿b方向的晶格膨脹，消除了α-MoO₃在鋰化過程中的有害相變。

DFT計算表明，鋰化引起的α-MoO₃層間膨脹削弱了Mo-O鍵，并允許Mo在α-MoO₃八面體中遷移，從而驅動不可逆相變形成不穩定的LixMoO₃相。與單個α-MoO₃相比，α-MoO₃/η-Mo₄O₁₁異質結構在鋰化/脫鋰過程中晶格變化最小，可顯著延長循環壽命，且在初始循環過程中沒有快速的容量損失。在全固態薄膜鋰電池中，α-MoO₃/η-Mo₄O₁₁異質結構具有較高的結構穩定性和最小的晶格變化，在2 A g^?1下循環4000次后，其容量保持率約為74%。因此，該工作通過共形界面設計證明了層狀α-MoO₃中有效的晶格釘扎效應，為可持續電池設計高穩定的嵌入主體提供了新的見解。

圖2. 全固態薄膜電池的應用

Lattice pinning in MoO3 via coherent interface with stabilized Li+ intercalation,?Nature Communications?2023 DOI: 10.1038/s41467-023-42335-x

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夏暉/翟騰/蘇東Nature子刊：通過具有穩定 Li+ 嵌入的相干界面在 MoO3 中進行晶格釘扎

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