Hubbard Gap Closure‐Induced Dual‐Redox Li‐Storage Mechanism as the Origin of Anomalously High Capacity and Fast Ion Diffusivity in MOFs‐Like Polyoxometalates

热扩散率 离子 溶解 氧化还原 材料科学 锂(药物) 化学物理 化学工程 电极 纳米技术 化学 物理化学 热力学 有机化学 冶金 物理 工程类 内分泌学 医学
作者
Xinran Wang,Songjie Li,Feng Wu,Hailong Chen,Wenxing Chen,Wenbin Zhao,Kaidi Kang,Ruiqi Guo,Yuheng Sun,Liqing Zhai,Ran Zhao,Ai Gao,Chuan Wu,Ying Bai
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:64 (4): e202416735-e202416735 被引量:6
标识
DOI:10.1002/anie.202416735
摘要

Abstract MOFs‐like polyoxometalate (POMs) electrodes, harvesting combined advantages of interlocking porosity and multi‐electron transfer reaction, have already emerged as promising candidates for lithium‐ion batteries (LIBs), yet the origins of the underlying redox mechanism in such materials remain a matter of uncertainty. Of critical challenges are the anomalously high storage capacities beyond their theoretical values and the fast ion diffusivity that cannot be satisfactorily comprehended in the theory of crystal lattice. Herein, for the first time we decode t 2g electron occupation‐regulated dual‐redox Li‐storage mechanism as the true origin of extra capacity in POMs electrodes. The lattice and electronic transition of active centers and reaction intermediates were systematically decoupled through density functional theory (DFT) and a suite of structural spectroscopic investigations, such as X‐ray absorption near‐edge spectroscopy (XANES), soft X‐ray absorption spectroscopy (sXAS) and 7 Li solid‐state nuclear magnetic resonance (NMR). Enhanced V‐t 2g orbital occupation by Li coordination significantly triggers the Hubbard gap closure and reversible Li deposition/dissolution at surface region. Conjugated V−O‐Li configuration at interlayers endow Li + ion pathways along pore walls as the dominant contribution to the low migration barrier and fast diffusivity. As a result, remarkable cycle stability (~100 % capacity retention after 2000 cycles at 1 A g −1 ), extremely high specific capacity (1200 mAh g −1 at 100 mA g −1 ) and excellent rate performance (404 mAh g −1 at 8 A g −1 ) were achieved, providing new understandings on the underlying mechanism of POMs electrodes and pivotal guidance for dual‐storage materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
甜屁儿完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
俭朴笑晴完成签到 ,获得积分10
3秒前
酷炫忆梅完成签到,获得积分10
4秒前
Shirley发布了新的文献求助10
7秒前
灯笔忆扬完成签到 ,获得积分10
8秒前
清爽的莆完成签到 ,获得积分10
8秒前
记得哄小孩完成签到,获得积分10
8秒前
w0304hf完成签到,获得积分10
8秒前
tigger完成签到,获得积分10
14秒前
gloval完成签到,获得积分10
15秒前
cheng完成签到 ,获得积分10
17秒前
peterlzb1234567完成签到,获得积分10
20秒前
怡然铭完成签到 ,获得积分10
20秒前
SCI的芷蝶完成签到 ,获得积分10
21秒前
melody完成签到,获得积分10
22秒前
wwd完成签到 ,获得积分10
25秒前
GingerF的应助被兼听则明采纳,获得50
27秒前
KWWW完成签到 ,获得积分10
30秒前
Qps完成签到 ,获得积分10
36秒前
xxxksk完成签到 ,获得积分10
37秒前
佳伦完成签到 ,获得积分10
37秒前
偏偏完成签到 ,获得积分10
38秒前
shw完成签到 ,获得积分10
40秒前
wuqs完成签到,获得积分10
41秒前
yes完成签到 ,获得积分10
42秒前
43秒前
坦率的天玉完成签到,获得积分10
47秒前
songyu完成签到,获得积分10
48秒前
整齐盼烟完成签到,获得积分10
49秒前
Johnlian完成签到 ,获得积分10
50秒前
猩心完成签到 ,获得积分10
51秒前
远志发布了新的文献求助10
52秒前
dididi完成签到 ,获得积分10
55秒前
胖胖完成签到 ,获得积分0
55秒前
槿曦完成签到 ,获得积分10
56秒前
Guochunbao完成签到,获得积分10
1分钟前
Shirley发布了新的文献求助10
1分钟前
子琤完成签到 ,获得积分10
1分钟前
静夜枫眠完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Les Mots du discours 600
A Consideration on Use of Material Grades for Hull Structural Members Based on Fracture Toughness(Second Report) 500
AI Disclosure in Annual Reports: Evolution, Determinants, and Capital Market Participants’ Perceptions 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8108810
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9516611
关于积分的说明 21503598
捐赠科研通 7685539
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3411013
关于科研通互助平台的介绍 2538321
邀请新用户注册赠送积分活动 2450932