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    郭再萍院士团队,重磅Angew!
    来源: 时间:2024-02-01 10:03:01 浏览:1550次

    第一作者:Zhibin WuGemeng Liang

    通讯作者:郭再萍院士、Bernt Johannessen、陈立宝教授

    通讯单位:阿德莱德大学、澳大利亚同步加速器中心、中南大学

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



    研究背景



    铌(Nb)基氧化物因其高倍率、高容量和安全的工作电压,成为锂离子电池(LIBs)有前途的插入负极候选材料,但其固有的导电性差和有限的循环寿命(小于1000次循环)阻碍了它们的实际应用。虽然通过与碳质材料结合来缓解,但总体积能量密度会降低。其中,在Nb基氧化物中加入钼(Mo),通过溶剂热反应制备的MoNb12O33具有多孔的微球形态和稳定的Wadsley-Roth晶体结构,具有优异的电化学性能,引起了科研人员广泛的研究兴趣。基于此,澳大利亚阿德莱德大学郭再萍院士、澳大利亚同步加速器中心Bernt Johannessen和中南大学陈立宝教授等人报道了一种铌-钼氧化物剪切相(Nb, Mo)13O33,具有优异的电化学锂离子存储性能。



    文章要点



    1、在本文中,作者制备了不同退火时间的铌-钼氧化物作为锂离子电池(LIBs)的负极,其中最优退火时间(18 h)的铌-钼氧化物(NMO-18h)具有优异的循环稳定性(在1 A g-1下循环超过15000次)和良好的倍率性能。所制成的电池循环稳定性高达15000次,验证了这种结构稳定性的重要性,其是由结构中的八面体畸变引起的。

    2、利用同步加速器X射线粉末衍射(XRD)和X射线吸收光谱(XAS)实时探测NMO-18h电极在电池运行过程中的结构变化,证实了NMO-18h可作为一个稳定的高性能电极,通过Mo掺杂剂调控的短程结构实现。作者发现该材料具有稳定的结构和功能,通过减少八面体畸变实现单相电化学反应,从而获得超长循环寿命和出色的倍率能力。本工作为稳定Wadsley-Roth氧化物的材料结构以获得极长的电池寿命提供了新的见解。



    图文展示



    图1. NMO-18h粉末的结构

    2.具有NMO电极的LIBs的电化学性能

    图3. NMO-18h电极的时间分辨原位同步加速器XRD数据与电化学曲线叠加

    4. NMO-18h电极LIB在初始放电期间的时间分辨原位Mo K-edge XAS数据

    5. NMO-18h电极在初始放电过程中的时间分辨原位Nb K-edge XAS数据

    6.电池循环过程中NMO-18h电极的结构/功能关系示意图

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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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