在WNb12O33中受到伪约翰-泰勒效应调节的结构扭曲,触发高度稳定和快速充电的存储
Yingying Lei1, Mingru Su1, Shijie Wang1
1School of Material Science and Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, PR China.
Inorganic chemistry
|September 2, 2025
概括
铜剂通过提高导电性和离子传输来提高氧化物 (WNb12O33) 阳极性能. 这增加了先进的离子电池的容量和稳定性.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 固态化学
背景情况:
- 氧化 (WNb12O33) 具有适用于高储存能力的ReO3剪切结构.
- 电子和离子运输不佳阻碍了WNb12O33作为阳极材料的潜力.
- 在保持结构完整的同时提高导电性对于WNb12O33阳极至关重要.
研究的目的:
- 研究Cu2+对WNb12O33结构和电化学特性的影响.
- 为了提高WNb12O33的电子导电性和离子传输.
- 评估Cu2+化WNb12O33作为离子电池阳极的性能.
主要方法:
- 通过局部结构扭曲调节策略合成Cu2+化WNb12O33.
- 使用X射线衍射 (XRD) 分析晶体结构的特征.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以研究电子结构和粘合.
- 电化学测试以评估储能,离子扩散,速率能力和循环稳定性.
主要成果:
- XRD证实了Cu2+注后晶体结构对称性的变化.
- DFT计算显示变化的带隙和Nb-O键长度,增强电子导电性和Li+吸附性.
- 用Cu2+添加剂的WNb12O33具有272.6mAhg-1的高可逆特异容量.
- 提升的Li+扩散系数为5.26 × 10-12 cm2 s-1.
- 在循环过程中表现出显著的结构稳定性和可逆的单相过渡.
- 在10Ag-1下实现高速容量 (147.2mAhg-1) 和卓越的循环性能 (在1000个循环后保持5Ag-1的84.3%).
结论:
- 伪约翰-泰勒效应驱动的兴奋剂策略有效调节了WNb12O33的局部结构.
- 2+注显著提高了WNb12O33中的电子导电性和离子传输.
- 作为快速储能应用的高性能阳极材料,Cu0.05WNb11.95O33非常有前途.
- 这种方法为设计和定制用于储能的剪切结构提供了新的视角.
