Ultrafast Carbothermal Shock Synthesis of Wadsley–Roth Phase Niobium‐Based Oxides for Fast‐Charging Lithium‐Ion Batteries

材料科学 阳极 氧化铌 碳热反应 阴极 化学工程 复合材料 电极 物理化学 冶金 碳化物 化学 工程类
作者
Qilong Wu,Yuanhong Kang,Guanhong Chen,Jianken Chen,Minghui Chen,Wei Li,Zeheng Lv,Huiya Yang,Pengxiang Lin,Yu Qiao,Jinbao Zhao,Yang Yang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:34 (23) 被引量:8
标识
DOI:10.1002/adfm.202315248
摘要

Abstract Wadsley–Roth phase niobium‐based oxides show potential as anode candidates for fast‐charging lithium‐ion batteries. Traditional synthesis methods, however, usually involve a time‐consuming calcination process, resulting in poor production efficiency. Herein, a novel carbothermal shock (CTS) method that enables the ultra‐fast synthesis of various Wadsley–Roth phase Nb‐based oxides within seconds is introduced. The extremely rapid heating rates enabled by CTS alter the reaction mechanism from a sluggish solid‐state process to a swift liquid‐phase assisted one and drive the chemical reactions away from equilibrium, thereby generating abundant oxygen vacancies and dislocations. Theoretical calculations reveal that oxygen vacancies significantly lower the energy barrier for Li + diffusion and enhance the intrinsic electronic conductivity. Moreover, dislocations help convert the surface tensile stress arising from Li + intercalation into compressive stress, effectively improving the structural integrity during cycling. Notably, this approach can also be applied to synthesize LiFePO 4 cathode materials under ambient conditions, eliminating the requirement for inert atmospheres. Consequently, the CTS‐synthesized Nb 14 W 3 O 44 ||LiFePO 4 battery demonstrates reversible structural evolution validated by in situ XRD and exceptional cycling ability (e.g., 0.0065% capacity decay per cycle at 4 A g −1 over 3000 cycles). Importantly, the Nb 14 W 3 O 44 ||LiFePO 4 configuration also shows enhanced thermal stability in the Ah‐level pouch cell nail penetration test, confirming its feasibility.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
燚y完成签到 ,获得积分20
2秒前
2秒前
3秒前
上官若男应助ddd123采纳,获得10
3秒前
天竹子完成签到,获得积分10
5秒前
921完成签到,获得积分10
6秒前
123完成签到,获得积分10
7秒前
hwx举报求助违规成功
10秒前
感性的安露举报求助违规成功
10秒前
千跃举报求助违规成功
10秒前
10秒前
花陌应助wangye采纳,获得10
10秒前
11秒前
小夏完成签到,获得积分10
11秒前
情怀应助rpe采纳,获得10
11秒前
12秒前
充电宝应助SL采纳,获得10
13秒前
13秒前
bkagyin应助冷艳招牌采纳,获得10
14秒前
17秒前
18秒前
21秒前
陈文学发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
今天读文献了吗完成签到,获得积分20
24秒前
hh完成签到,获得积分10
25秒前
27秒前
28秒前
夏天完成签到,获得积分10
28秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
29秒前
fwstu发布了新的文献求助20
29秒前
Maisie发布了新的文献求助10
30秒前
李博士完成签到,获得积分10
30秒前
卞卞发布了新的文献求助10
31秒前
领导范儿应助碧蓝的宝马采纳,获得10
32秒前
小二郎应助WD采纳,获得10
33秒前
ersan发布了新的文献求助10
35秒前
35秒前
37秒前
37秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 700
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
不知道标题是什么 500
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3975458
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3519866
关于积分的说明 11199996
捐赠科研通 3256213
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1798133
邀请新用户注册赠送积分活动 877386
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 806305