李驰麟/陈双强Adv. Sci.：循环可达8500次，长寿命快充锂电负极！

高倍率负极材料是开发快充锂离子电池（LIBs）的核心。T-Nb₂O₅以其”房柱”结构和体相赝电容效应而闻名，有望实现快速的锂（脱）嵌。但这一特性仍然受到低电子传导性或布线方式不足的限制。

中国科学院上海硅酸盐研究所李驰麟、上海大学陈双强等提出了一种通过在T-Nb₂O₅颗粒的微观聚集体内部进行电子掺杂、螯合涂层和电化学转换的三重导电线策略，以实现LIBs的快电和耐用负极。

图1. PDA-Co-NbO的制备和表征

这种基于T-Nb₂O₅的负极首先被Co或Mn杂原子掺杂，以诱导产生氧空位来提高其电子传导性。之后，聚多巴胺（PDA）层与T-Nb₂O₅表面螯合并蚀刻，然后将热解形成外部碳涂层，以进一步提高掺杂的T-Nb₂O₅的电子传导性。PDA蚀刻还触发了T-Nb₂O₅的不规则球体演变为由树枝状初级粒子组成的明确多孔球体。这种蓬松的形态可以促进电解液的渗透和充分的锂离子嵌入。

最后，通过放电到较低的电压，将锂离子过度注入该负极的晶格中，可以在电化学循环的T-Nb₂O₅内部原位获得导电的NbO域，这是NbO和锂填充的Li_xNb₂O₅之间相分离的结果。

图2. 动力学分析

因此，上述协同作用使改性的T-Nb₂O₅负极具有超长的循环寿命（1 A g^-1时8500次循环后为143 mAh g^-1）和高倍率性能（10.0 A g^-1时为144.1 mAh g^-1）。多条导电线的渗透也使得T-Nb₂O₅的质量负荷很高（4.5 mg cm^-2），即使在150次循环后也能达到0.668 mAh cm^-2的高面积容量。总之，在T-Nb₂O₅中探索更多的导电布线模型是其在高倍率LIBs中实际应用的潜在解决方案。

图3. PDA-Co-NbO的电化学性能

Triple Conductive Wiring by Electron Doping, Chelation Coating and Electrochemical Conversion in Fluffy Nb2O5 Anodes for Fast-Charging Li-Ion Batteries. Advanced Science 2022.

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李驰麟/陈双强Adv. Sci.：循环可达8500次，长寿命快充锂电负极！

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