赵金保教授课题组

研究前沿

Wadsley−Roth相Nb基氧化物通过构筑具有脱溶剂化的表面层实现超长锂离子电池能量稳定存储

锂离子电池(LIBs)的能量密度已经从原来的∼100 Wh kg−1提高到现在的∼250 Wh kg−1,这引发了便携式电子设备和电动汽车的快速发展。尽管在电池容量方面取得了很大的进步,但充电时间已经成为一个关键的问题。特别是传统的石墨基阳极由于离子扩散系数和在高速率条件下的缓慢性和镀锂危险,无法满足快速充电应用的要求。

在寻找先进的电极材料,允许高速率Li+存储,沃斯利−罗斯相铌氧化物,如氧化铌、铌氧化钨、铌钛氧化物,由于开放三维隧道结构和安全锂化能力(约1.0和2.0 V与Li+/Li)受到广泛关注。此外,本质上的低电导率也导致了有限的电荷转移动力学。毫无疑问,高性能铌基氧化物的关键严重依赖于电荷转移动力学的改进。

本研究中,在Wadsley−Roth相FeNb11O29(FNO−x@N)表面设计了一个硝化层作为脱溶剂促进剂。理论计算结果表明,在FNO−x@N/电解质间Li+的吸附和脱溶剂作用得到了有效的改善,导致脱溶能垒降低。此外,氮化层还有助于防止Li+插入过程中溶剂共插,导致块面积收缩,减少晶格单元的体积变化,实现10000圈超长稳定循环。

原文链接:https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c03478

(吴启龙)


Free counters!

  • Copyright ©化学电源与储能材料实验室 版权所有 2016 All Rights Reserved
    地址:思明校区:厦门大学化学楼438 福建省厦门市思明区
    翔安校区: 能源材料大楼5号楼 福建省厦门市翔安区
    电话:0592-2186935  0592-2186930
    E-mail:jbzhao@xmu.edu.cn