Defect‐Concentration‐Mediated T‐Nb2O5 Anodes for Durable and Fast‐Charging Li‐Ion Batteries

材料科学 阳极 氧化铌 电化学 自然键轨道 化学计量学 氧气 正交晶系 分析化学(期刊) 结晶学 电极 晶体结构 物理化学 密度泛函理论 冶金 有机化学 化学 计算化学 色谱法
作者
Yongjian Zheng,Zhenguo Yao,Zulipiya Shadike,Meng Lei,Jianjun Liu,Chilin Li
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (12) 被引量:118
标识
DOI:10.1002/adfm.202107060
摘要

Abstract Metastable orthorhombic niobium pentoxide (T‐Nb 2 O 5 ) is a promising anode to fulfill the requirements for high‐rate Li‐ion batteries (LIBs). Stoichiometric T‐Nb 2 O 5 is plagued by low electric conductivity and particle pulverization after repeated charge/discharge processes. In this work, oxygen vacancies are implanted into T‐Nb 2 O 5 particles via acid immersion of Nb 2 O 5 · n H 2 O with the formation of Lewis acid sites. The multiple characterizations and simulations reveal the lengthening of NbO bonds, and the transformation from NbO 7 pentagonal bipyramids and NbO 6 tetragonal bipyramids in T‐Nb 2 O 5− x . The enrichment of oxygen vacancies endows T‐Nb 2 O 5− x with higher electric conductivity, better electrochemical kinetics, larger pseudocapacitive contribution. O‐doped graphitic C 3 N 4 is creatively proposed as a trace oxygen pump to repair excessive oxygen vacancies, and it also serves as a sacrifice template for Nb 2 O 5− x growth to construct a porous and monolithic electrode network. Defect‐modulated Nb 2 O 5− x displays extraordinary cycling stability (164 mAh g −1 at 5 C after 1100 cycles), high capacity retention (104 mAh g −1 ) at an ultrahigh rate (25 C), and large areal capacity (0.74 mAh cm −2 ) under high mass loading (4 mg cm −2 ). The practical prospect is proved by Nb 2 O 5− x /LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 full cells with high average platform (2.12 V) and high specific capacity (229 mAh g −1 ). The oxygen‐defect modulation strategy on oxide anodes provides an alternative solution to fast‐charging and durable LIBs.
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
夏夏发布了新的文献求助10
3秒前
5秒前
Xu发布了新的文献求助10
10秒前
夏夏完成签到,获得积分10
15秒前
18秒前
幽默的妍完成签到 ,获得积分10
19秒前
可可完成签到 ,获得积分10
21秒前
言午完成签到 ,获得积分10
21秒前
junjie发布了新的文献求助10
21秒前
浮浮世世完成签到,获得积分10
25秒前
淡然的芷荷完成签到 ,获得积分10
28秒前
fge完成签到,获得积分10
30秒前
玻璃外的世界完成签到,获得积分10
34秒前
1111111111应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
36秒前
leaolf应助科研通管家采纳,获得150
37秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
37秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
37秒前
任kun发布了新的文献求助10
38秒前
好学的泷泷完成签到 ,获得积分10
39秒前
nano完成签到 ,获得积分10
39秒前
43秒前
纯真保温杯完成签到 ,获得积分10
47秒前
刘佳佳完成签到 ,获得积分10
48秒前
宝贝完成签到 ,获得积分10
50秒前
玛斯特尔完成签到,获得积分10
53秒前
看文献完成签到,获得积分0
54秒前
Joanne完成签到 ,获得积分10
54秒前
hikevin126完成签到,获得积分10
58秒前
哈哈哈完成签到 ,获得积分10
1分钟前
mango发布了新的文献求助10
1分钟前
安详映阳完成签到 ,获得积分10
1分钟前
杨杨杨完成签到,获得积分10
1分钟前
jzmulyl完成签到,获得积分10
1分钟前
506407完成签到,获得积分10
1分钟前
aki完成签到 ,获得积分10
1分钟前
天才小榴莲完成签到,获得积分10
1分钟前
朴素羊完成签到 ,获得积分10
1分钟前
jzmupyj完成签到,获得积分10
1分钟前
孤单心事完成签到,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
Zeolites: From Fundamentals to Emerging Applications 1500
Architectural Corrosion and Critical Infrastructure 1000
Early Devonian echinoderms from Victoria (Rhombifera, Blastoidea and Ophiocistioidea) 1000
Hidden Generalizations Phonological Opacity in Optimality Theory 1000
Handbook of Social and Emotional Learning, Second Edition 900
translating meaning 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4918746
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4191111
关于积分的说明 13015764
捐赠科研通 3961150
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2171519
邀请新用户注册赠送积分活动 1189578
关于科研通互助平台的介绍 1098155