 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 1131 | 回復: 0 | |||
[資源]
V2O5負極的鋰化機制---核心問題：金屬氧化物轉化反應產物必定生成金屬單質嗎？
|
|
金屬氧化物負極發(fā)生轉化反應的產物必定生成金屬單質嗎？ 【研究背景】 鋰離子電池儲鋰機制，大致歷經了兩個發(fā)展階段：一是20世紀70年代已盛行的脫嵌式和合金式機制；二是2000年轉換反應機制的問世。這些科學進展與發(fā)現(xiàn)不斷推動鋰離子電池朝著高能量密度、長循環(huán)壽命、高安全性能邁進。V2O5作為一種高容量鋰離子電池正極材料被廣泛研究。然而，自轉換反應機制問世后，V2O5亦被認為是一種極具潛力的高能量負極材料，主要源于其放電還原成單質釩的理論比容量高達1474 mAh/g。遺憾地是，有關V2O5負極機理的研究中，沒有檢測到金屬釩，且其放電終產物眾說紛紜，這直接導致了文獻中報道的首次放電比容量、可逆容量和反應路徑等，難達成共識。顯然，闡明V2O5負極的鋰化行為仍是一個挑戰(zhàn)。 【文章簡介】 近日，Nano Energy上刊登了題為“An Elaborate Insight of Lithiation Behavior of V2O5 Anode”的研究成果。首先，該工作設計了三維空心多孔V2O5微球（V2O5-HP），確保了材料高電化學反應活性和高循環(huán)可逆性；然后，詳盡測試了V2O5-HP負極的電化學性能，并從動力學角度對性能演變進行了深入詮釋，同時指出了電極存在緩慢活化過程的典型標志；最后，基于氧化還原行為、非原位XRD以及其它一系列證據，揭示了V2O5負極鋰化機制。該工作結論表明：金屬氧化物轉換反應的終產物并非一定是金屬單質和氧化鋰，這有望進一步加深對轉換反應機制的理解與認知。 【要點解析】 簡言之：V2O5負極是一個脫嵌式反應機制為主導的材料，其僅在首次放電過程中存在一個不可逆相轉變，且相轉變的發(fā)生僅當結構中空位被Li+完全占據；換言之，巖鹽立方相ω-Li3V2O5不存在嵌鋰空位，此時該物相與Li+反應，僅能發(fā)生轉換反應，而非嵌入反應，且轉換反應的產物為LiVO2和Li2O。由于LiVO2存在鋰空位，且當電極進一步放電至0.01V時，嵌入的鋰離子數(shù)量無法使其空位達到飽和，因而不會發(fā)生第二次轉換過程。也就是說，后續(xù)循環(huán)過程中，材料的鋰化行為僅與鋰離子可逆地嵌脫進出貧鋰相Li1-yVO2和富鋰相Li1+yVO2有關。電極充放電前后的XPS譜圖進一步證實了上述反應機制。特別是，A. Manthiram 等已經證實VO2負極是一個脫嵌式反應機制的材料，而我們制備的rGO-VO2負極穩(wěn)定的CV曲線與V2O5負極穩(wěn)定的CV曲線極其一致，這進一步證實了V2O5負極穩(wěn)定的鋰化行為僅與鋰離子可逆脫嵌進出LixVO2中有關。另外，鋰離子擴散系數(shù)計算的結果與理論計算Li1.07+yV0.93O2得到的擴散系數(shù)也非常接近。此外，作者在Table S2中進一步對比并探討了文獻中報道或推測的反應機制，可進一步加深對上述反應行為的理解，感興趣的讀者或可查閱原文獲取詳細討論信息，相信有助于讀者理解轉化反應機制！ 【結論】 本工作提出了一種新穎、簡單的方法有效構筑了厚殼層空心多孔V2O5微球，上述方法對制備其它特殊結構的過渡金屬化合物亦具有指導與借鑒意義。電化學測試表明，制備的V2O5-HP負極具有優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，特別是利用EIS詳盡詮釋了其性能演化，并揭示了電極存在緩慢活化過程的典型標志是本體電阻的出現(xiàn)及其隨著循環(huán)進行有規(guī)律地減小乃至消失。更重要的是，論文證實了V2O5負極是一個脫嵌式反應機制為主導的材料，其僅在首次放電過程中存在一個不可逆相轉變，而其穩(wěn)定的鋰化行為僅與鋰離子可逆脫嵌進出LixVO2中有關。本研究有望進一步加深對轉換反應機制的理解與認知，且具有普遍的指導與借鑒意義。 歡迎大家，批評、指正、并在寫作中引用！ |
回復此樓» 本帖附件資源列表
-
歡迎監(jiān)督和反饋：小木蟲僅提供交流平臺，不對該內容負責。
本內容由用戶自主發(fā)布，如果其內容涉及到知識產權問題，其責任在于用戶本人，如對版權有異議，請聯(lián)系郵箱：xiaomuchong@tal.com - 附件 1 : 1-s2.0-S2211285520308119-main.pdf
2020-09-04 08:55:09, 10.19 M
» 猜你喜歡
考研調劑
已經有1人回復
-
304求調劑
已經有1人回復
-
分析化學論文潤色/翻譯怎么收費?
已經有94人回復
-
大連工業(yè)大學杰青/長江團隊招收儲能電池方向博士
已經有17人回復
-
0856求調劑285
已經有11人回復
-
硅碳半電池循環(huán)異常失效
已經有1人回復
-
26年儲能、電池方向博士申請
已經有1人回復
-
吉林大學物理化學專業(yè)招生考核制博士
已經有20人回復
-
吉林大學物理化學專業(yè)招生2026級考核制博士
已經有20人回復
-
一志愿湖南大學0703，356分，求調劑
已經有1人回復
-
0703化學求調劑學校
已經有0人回復
» 本主題相關商家推薦: (我也要在這里推廣)
相關版塊跳轉
我要訂閱樓主 蝸牛夢 的主題更新
| 1 | 1/1 | 返回列表 |
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 085600 材料與化工 298 +11 | 小西笑嘻嘻 2026-03-03 | 11/550 |
|
|---|---|---|---|---|
|
[基金申請]
 成果系統(tǒng)訪問量大，請15分鐘后再嘗試。由此給您造成的不便，敬請諒解。
+10
|
xhuama 2026-03-02 | 11/550 |
|
|
|
[考研] 085600求調劑 +4 | LRZZZZZZ 2026-03-02 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 289求調劑 +8 | yang婷 2026-03-02 | 10/500 |
|
|
|
[考研] 298求調劑 +3 | 人間唯你是清歡 2026-03-03 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 290求調劑 +9 | ErMiao1020 2026-03-02 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 一志愿華中科技大學，化學專業(yè)344分，求調劑 +6 | 邢xing1 2026-03-02 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 材料學碩318求調劑 +11 | February_Feb 2026-03-01 | 11/550 |
|
|
|
[考研] 284求調劑 +6 | 天下熯 2026-03-02 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 課題組接收材料類調劑研究生 +6 | gaoxiaoniuma 2026-02-28 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 307求調劑 +6 | wyyyqx 2026-03-01 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 285求調劑 +9 | 滿頭大汗的學生 2026-02-28 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 材料調劑 +3 | 恒順自然 2026-03-02 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 哈工大計算機劉劼團隊招生 +4 | hit_aiot 2026-03-01 | 6/300 |
|
|
|
[考研] 調劑 +3 | 13853210211 2026-03-02 | 4/200 |
|
|
|
[基金申請]
本子寫完了，給DS兄弟看了，得了92分
+3
|
Doma 2026-03-01 | 7/350 |
|
|
|
[基金申請] 成果系統(tǒng)訪問量大，請一小時后再嘗試。---NSFC啥時候好哦，已經兩天這樣了 +4 | NSFC2026我來了 2026-02-28 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 291分工科求調劑 +9 | science餓餓 2026-03-01 | 10/500 |
|
|
|
[考研] 328求調劑 +3 | aaadim 2026-03-01 | 5/250 |
|
|
|
[基金申請]
剛錄用，沒有期刊號，但是在線可看的論文可以放為代表作嗎
 10+3
|
arang1 2026-03-01 | 3/150 |
|