车仁超/林春富/武利民Adv. Sci.：快充、长寿命、低温友好的储锂材料

具有剪切ReO₃晶体结构的铌酸锂储能负极材料因其固有的安全性和大容量而引起了广泛的关注。然而，它们通常受到倍率性能、循环稳定性和温度适应性的限制，其根源在于其层间间距不足。

图1. NaNb₁₃O₃₃的物理-化学特性

复旦大学车仁超、青岛大学林春富、内蒙古大学武利民等开发了一种微米级铌酸钠（NaNb₁₃O₃₃）颗粒作为新型负极材料，其在已知的剪切ReO₃型铌酸盐中拥有最大的层间间距。研究发现，NaNb₁₃O₃₃的大层间间距使得Li⁺的扩散速度加快快，显著地促进了其卓越的倍率性能，2500与125 mA g^-1电流密度下的容量百分比为63.2%。

此外，其大的层间间距增加了锂化过程中的体积容纳能力，允许小的单位电池体积变化（最大6.02%），这有助于其出色的循环稳定性，在2500 mA g^-1的情况下经过5000次循环，其容量保持率达到87.9%。这种循环稳定性是铌酸盐微米级颗粒研究领域中最好的，可与”零应变”的Li₄Ti₅O₁₂相当。

图2. 与温度有关的电化学特性

另外，即使在-10℃的低温下，它仍表现出优越的倍率性能，1250与125 mA g^-1电流密度下的容量百分比为65.6%，甚至更好的循环稳定性，在1250 mA g^-1下经过5000次循环后容量保持率为105.4%。毫无疑问，这些全面良好的电化学性能结果为NaNb₁₃O₃₃在高性能Li⁺存储中的实际应用铺平了道路。

图3. 氧化还原机制和电化学动力学研究

Sodium Niobate with a Large Interlayer Spacing: A Fast-Charging, Long-Life, and Low-Temperature Friendly Lithium-Storage Material. Advanced Science 2023. DOI: 10.1002/advs.202300583

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车仁超/林春富/武利民Adv. Sci.：快充、长寿命、低温友好的储锂材料

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