AEM：宽温域（-10至60 °C）、高倍率（50C）、长寿命（1000圈）新型负极

基于石墨负极的锂离子电池已达到几个关键极限，例如低倍率能力、极端条件下的快速容量衰减和安全问题。

澳大利亚昆士兰大学X. S. Zhao、青岛大学林春富等合理设计合成了一种新型锂离子电池负极材料镍铌氧化物（Ni₂Nb₃₄O₈₇）。

图1 材料表征

合理设计的Ni₂Nb₃₄O₈₇材料具有高电子电导率（5.0 × 10^–6 S cm^–1）、快速的锂离子扩散动力学（扩散率：5.3 × 10^–13 cm² s^–1），并在-10至60 °C的温度范围内表现出高倍率性能和循环稳定性。在25 °C时，它在0.1C下可提供 339 mAh g^-1的可逆比容量，在20C下循环1000次后容量保持率为98.1%。

在-10 °C时，它在0.1C下显示出207 mAh g^-1的可逆容量，当倍率从0.5C增加到2C时，容量保持率为64.0%，并且在2C下循环1000次后容量没有衰减。

图2 Ni₂Nb₃₄O₈₇在25℃下的电化学性能

在60 °C时，它在0.1C 下表现出 224 mAh g^-1的可逆容量，当倍率从0.5C增加到10C时，容量保持率为65.3%，并在10C下循环1000次后仍保持78.7%的容量。

原位X射线衍射测量结合Rietveld表明，具有剪切ReO3型层状结构的 Ni₂Nb₃₄O₈₇的层间距相对较大，有效促进锂离子的传输和存储，锂化时单元电池体积膨胀约6.71%。这种新型负极材料对于在宽温度范围内工作的锂离子电池具有广阔的前景。

图3 Ni₂Nb₃₄O₈₇在-10℃和60℃下的电化学性能

Rational Design and Synthesis of Nickel Niobium Oxide with High-Rate Capability and Cycling Stability in a Wide Temperature Range. Advanced Energy Materials 2021. DOI: 10.1002/aenm.202102550

原创文章，作者：v-suan，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/15/27ca7e3189/

AEM：宽温域（-10至60 °C）、高倍率（50C）、长寿命（1000圈）新型负极

相关推荐