在V₂O₃中增强存储的协同阶段和结构工程@N-Doped碳纳米纤维

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 电化学 电化学 电化学
• 储能 储能 储能 储能 储能 储能

背景情况:

• 基于的氧化物对水性离子电池 (AZIB) 是有前景的,因为它们的能量密度和安全性很高.
• 挑战包括有限的离子/电子传输和容量衰减,阻碍实际应用.

研究的目的:

• 为克服AZIBs的氧化瓦纳阴极的局限性.
• 开发一种具有增强电化学性能的新型电极材料.

主要方法:

• 合成的V2O3纳米颗粒与N-doped碳纳米纤维 (V2O3@NCNFs) 集成,使用电旋和现场氧化/减氧.
• 控制的反应大气来调节相位过渡和结构演变.

主要成果:

• V2O3@NCNFs电极表现出高可逆容量 (554.6 mAh g-1 在0.1 A g-1) 与高质量负载 (≈2.0-2.5 mg cm-2).
• 在高电流密度下达到高初始容量 (434.3 mAh g-1 在1.0 A g-1, 266.6 mAh g-1 在5.0 A g-1).
• 证明了极好的循环稳定性,最小的容量衰减 (0.012%每周期超过500个循环,0.003%每周期超过2000个循环).

结论:

• 氧气空缺和N-doped碳纳米纤维的协同效应增强了的储存.
• V2O3@NCNFs电极为AZIBs提供了卓越的容量,速率能力和循环稳定性.
• 该方法适用于其他金属氧化物 (Mn,V),用于先进的储能装置.