中科院张锁江院士，最新AFM！

研究概述

锂离子电池（LIBs）的电化学性能在低温条件下会显著下降，这限制了它们在低温环境中的广泛应用。

基于此，2024年10月29日，中国科学院过程工程研究所张海涛研究员/张锁江院士、四川大学王贵欣教授在国际期刊Advanced Functional Materials发表题为《Simultaneously Enhanced Low Temperature Li+ Transport Kinetics and Crystal Stability of Nb1.94Mo0.06O5@C Anode Induced by Distorted NbO6 Octahedron》的研究论文。

在此，研究人员通过改造微观结构和NbO6八面体，大幅加速了新型Nb1.94Mo0.06O5@C纳米复合负极的低温传输动力学。

使用同步辐射、球差电子显微镜和密度泛函理论模拟等方法对晶体结构进行了详细表征。

实验和模拟分析均表明，Mo6+优先取代了正八面体位置的Nb5+，使NbO6八面体发生扭曲，导致c轴间距增宽，离子扩散势垒降低。

结合来自表面碳层增强的电子导电性，Nb1.94Mo0.06O5@C负极展现出增强的电荷转移过程、改善的Li+扩散动力学、明显的赝电容过程以及优异的低温容量。

此外，原位X射线衍射和非原位电子显微镜揭示了Nb1.94Mo0.06O5@C的结构演变具有高度可逆性，揭示了其优异的循环稳定性。

与LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2正极组装的全电池具有良好的实用性。

该研究揭示了扭曲的NbO6八面体和扩大的晶体间距在促进快速Li+扩散和增强Nb2O5在低温下的电荷存储性能中的关键作用。

图文解读

图1：MN−5样品的化学和结构表征

图2：不同样品的电化学性能比较

图3：全电池性能测试

文献信息

Simultaneously Enhanced Low Temperature Li+ Transport Kinetics and Crystal Stability of Nb1.94Mo0.06O5@C Anode Induced by Distorted NbO6 Octahedron, Advanced Functional Materials, 2024.