新型层状材料NbOPO4超薄纳米片的制备与储锂性能研究文献综述

 2024-06-26 05:06
摘要

随着便携式电子设备和电动汽车的快速发展,对高性能锂离子电池(LIBs)的需求日益增长。

作为LIBs的关键组成部分,负极材料在决定电池的能量密度、功率密度和循环寿命方面起着至关重要的作用。

传统的负极材料,如石墨,由于其理论容量有限,已经不能满足日益增长的需求。

因此,探索具有更高容量、更长循环寿命和更优异倍率性能的新型负极材料成为了当前的研究热点。


近年来,层状铌基氧化物,特别是NbOPO4,由于其独特的层状结构、丰富的氧化还原活性位点以及较高的理论比容量,在储能领域引起了广泛关注。

NbOPO4的层状结构有利于锂离子的嵌入和脱出,从而实现高效的电荷存储。

此外,NbOPO4中Nb元素具有多种价态( 2、 3、 4、 5),可以提供丰富的氧化还原活性位点,进一步提高其电化学性能。


为了充分发挥NbOPO4的储锂潜力,研究者们致力于开发各种形貌和尺寸的NbOPO4纳米材料,其中超薄纳米片结构因其以下优势而备受青睐:
1.更高的比表面积:超薄纳米片结构可以提供更大的电极-电解液接触面积,有利于锂离子的快速传输,从而提高电池的倍率性能。

2.更短的离子扩散路径:超薄的厚度可以缩短锂离子在材料内部的扩散路径,加速电化学反应动力学,提高电池的功率密度。

3.更好的结构稳定性:超薄纳米片结构可以有效缓解锂离子嵌入/脱出过程中产生的体积膨胀,提高电池的循环寿命。

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