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研究概述

鋰離子電池（LIBs）的電化學(xué)性能在低溫條件下會顯著下降，這限制了它們在低溫環(huán)境中的廣泛應(yīng)用。

基于此，2024年10月29日，中國科學(xué)院過程工程研究所張海濤研究員/張鎖江院士、四川大學(xué)王貴欣教授在國際期刊Advanced Functional Materials發(fā)表題為《Simultaneously Enhanced Low Temperature Li⁺ Transport Kinetics and Crystal Stability of Nb_1.94Mo_0.06O₅@C Anode Induced by Distorted NbO₆ Octahedron》的研究論文。

在此，研究人員通過改造微觀結(jié)構(gòu)和NbO₆八面體，大幅加速了新型Nb_1.94Mo_0.06O₅@C納米復(fù)合負(fù)極的低溫傳輸動力學(xué)。

使用同步輻射、球差電子顯微鏡和密度泛函理論模擬等方法對晶體結(jié)構(gòu)進行了詳細表征。

實驗和模擬分析均表明，Mo⁶⁺優(yōu)先取代了正八面體位置的Nb⁵⁺，使NbO₆八面體發(fā)生扭曲，導(dǎo)致c軸間距增寬，離子擴散勢壘降低。

結(jié)合來自表面碳層增強的電子導(dǎo)電性，Nb_1.94Mo_0.06O₅@C負(fù)極展現(xiàn)出增強的電荷轉(zhuǎn)移過程、改善的Li⁺擴散動力學(xué)、明顯的贗電容過程以及優(yōu)異的低溫容量。

此外，原位X射線衍射和非原位電子顯微鏡揭示了Nb_1.94Mo_0.06O₅@C的結(jié)構(gòu)演變具有高度可逆性，揭示了其優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。

與LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂正極組裝的全電池具有良好的實用性。

該研究揭示了扭曲的NbO₆八面體和擴大的晶體間距在促進快速Li⁺擴散和增強Nb₂O₅在低溫下的電荷存儲性能中的關(guān)鍵作用。

圖文解讀

圖1：MN?5樣品的化學(xué)和結(jié)構(gòu)表征

圖2：不同樣品的電化學(xué)性能比較

圖3：全電池性能測試

文獻信息

Simultaneously Enhanced Low Temperature Li⁺ Transport Kinetics and Crystal Stability of Nb_1.94Mo_0.06O₅@C Anode Induced by Distorted NbO₆ Octahedron,?Advanced Functional Materials,?2024.?

原創(chuàng)文章，作者：zhan1，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/11/01/360aa64b2c/

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