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钟文武教授在《ACS energy letters》上发表最新研究成果

作者:胡蓉    新闻来源:高等研究院    点击数:   更新時間:2020-04-02


近日,校高等研究院環境與能源材料研究所钟文武教授与中南大学刘军教授合作,在ACS旗下电化学领域顶级期刊《ACS energy letters》(IF=16.331)上发表了题为“New Prelithiated V2O5 Superstructure for Lithium-Ion Batteries with Long Cycle Life and High Power”的研究论文(DOI: 10.1021/acsenergylett.9b02048)。钟文武教授为第一作者兼通讯作者,台州学院为第一通讯单位。

高能量密度、高循环稳定性、高倍率性能的正极材料是锂离子电池发展的重要方向。与商品化正极材料相比, V2O5得益于可嵌入/脫出多個Li+離子,從而具有較高的比容量。另外,V2O5還具有儲量豐富,合成簡便等優勢。因此,V2O5是研發高性能锂離子電池正極材料的理想選擇之一。但是由于V2O5的層與層之間是依靠靜電相互作用力結合,當锂離子嵌到層間時,層間會變寬,引起層間的靜電相互作用力會被極大的消弱,導致V2O5的層結構因層間靜電相互作用力的減弱被破壞,從而使循環穩定性較差。
    該工作從V2O5的晶體結構入手,通過修飾V2O5的層狀晶體結構,提高V2O5的容量和循環穩定性。通過水熱預嵌锂的方法,在高溫高壓的情況下,預先嵌入锂離子,將V2O5的層間撐開,從而修飾V2O5的層結構。結構表征結果表明預先嵌锂的V2O5層間變寬,層內V-O多面體發生一定變形,其化學式爲Li0.062V2O5。這種新型的預嵌锂V2O5,在2.5-4V電壓範圍內,比容量高達215mAhg-1,遠高于V2O5在該電壓範圍的理論比容量147mAhg-1,而且在循環1000圈後,容量率保持99%,幾乎沒有衰減。
    該工作得到了國家科技部重點研究開發項目、國家自然科學基金、國家重點研發計劃等項目的資助。
    論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.9b02048