Enhancing the Lithium Storage Performance of the Nb2O5 Anode via Synergistic Engineering of Phase and Cu Doping

材料科学 法拉第效率 阳极 单斜晶系 电化学 化学工程 兴奋剂 锂(药物) 正交晶系 电导率 退火(玻璃) 电极 纳米技术 无机化学 结晶学 光电子学 复合材料 物理化学 晶体结构 医学 化学 内分泌学 工程类
作者
Hao Dong,Tianhao Yao,Xin Ji,Qingmiao Zhang,Xiongfeng Lin,Binglin Zhang,Chuansheng Ma,Lingjie Meng,Yu Chen,Hongkang Wang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:16 (17): 22055-22065
标识
DOI:10.1021/acsami.4c03044
摘要

Nb2O5 has been viewed as a promising anode material for lithium-ion batteries by virtue of its appropriate redox potential and high theoretical capacity. However, it suffers from poor electric conductivity and low ion diffusivity. Herein, we demonstrate the controllable fabrication of Cu-doped Nb2O5 with orthorhombic (T–Nb2O5) and monoclinic (H–Nb2O5) phases through annealing the solvothermally presynthesized Nb2O5 precursor under different temperatures in air, and the Cu doping amount can be readily controlled by the concentration of the precursor solution, whose effect on the lithium storage behaviors of the Cu-doped Nb2O5 is thoroughly investigated. H–Nb2O5 shows obvious redox peaks (Nb5+/Nb4+ and Nb4+/Nb3+) with much higher capacity and better cycling stability than those for the widely investigated T–Nb2O5. When introducing appropriate Cu doping, the optimized H–Cu0.1–Nb2O5 electrode shows greatly enhanced conductivity and lower diffusion barrier as revealed by the theoretical calculations and electrochemical characterizations, delivering a high reversible capacity of 203.6 mAh g–1 and a high capacity retention of 140.8 mAh g–1 after 5000 cycles at 1 A g–1, with a high initial Coulombic efficiency of 91% and a high rate capacity of 144.2 mAh g–1 at 4 A g–1. As a demonstration for full-cell application, the H–Cu0.1–Nb2O5||LiFePO4 cell displays good cycling performance, exhibiting a reversible capacity of 135 mAh g–1 after 200 cycles at 0.2 A g–1. More importantly, this work offers a new synthesis protocol of the monoclinic Nb2O5 phase with high capacity retention and improved reaction kinetics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
幸福水儿发布了新的文献求助10
刚刚
田様应助不偷懒就无敌采纳,获得10
刚刚
天乌乌147发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
ytrewq完成签到 ,获得积分10
1秒前
流星发布了新的文献求助10
2秒前
黄毅完成签到,获得积分10
2秒前
WEILAI完成签到,获得积分10
3秒前
王三发布了新的文献求助10
3秒前
共享精神应助65556采纳,获得10
3秒前
4秒前
paparazzi221发布了新的文献求助10
5秒前
稳重寻雪发布了新的文献求助10
5秒前
昵称完成签到,获得积分20
6秒前
一一完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
英俊的铭应助天乌乌147采纳,获得10
6秒前
6秒前
6秒前
gulllluuuukk发布了新的文献求助10
7秒前
FashionBoy应助Super_跃采纳,获得10
9秒前
9秒前
莽咂完成签到,获得积分10
10秒前
YYJ发布了新的文献求助10
10秒前
lolo发布了新的文献求助10
10秒前
桐桐应助Albert采纳,获得10
11秒前
许甜甜鸭应助昵称采纳,获得10
12秒前
13秒前
流星完成签到,获得积分10
14秒前
阿猩a完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
稳重寻雪完成签到,获得积分20
15秒前
16秒前
17秒前
共享精神应助英勇的翠霜采纳,获得10
18秒前
轻松博超完成签到,获得积分10
18秒前
汉堡包应助哈哈哈哈采纳,获得20
19秒前
我是老大应助gulllluuuukk采纳,获得10
19秒前
高分求助中
Разработка метода ускоренного контроля качества электрохромных устройств 500
Mass producing individuality 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3820970
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3363897
关于积分的说明 10425827
捐赠科研通 3082321
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1695505
邀请新用户注册赠送积分活动 815168
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 768983