亚稳正交型五氧化二铌（T-Nb2O5）是一种很有希望满足高倍率锂离子电池（LIBs）要求的负极材料。化学计量比T-Nb2O5在反复充放电过程中存在电导率低和颗粒粉末化的问题。
近日，中科院上硅所李驰麟研究员报道了通过Nb2O5·nH2O的酸浸泡，氧空位被注入到T-Nb2O5粒子中，形成Lewis酸位。
文章要点
1）研究人员通过多重表征和模拟揭示了T-Nb2O5-x中Nb-O键的延长，以及从NbO7五角双锥和NbO6四角双锥的转变。同时，氧空位的富集使T-Nb2O5-x具有更高的电导率、更好的电化学动力学和更大的赝电容贡献。
2）研究人员创创造性地提出了O掺杂的石墨C3N4作为微量氧泵来修复过多的氧空位，并作为Nb2O5−x生长的牺牲模板来构建多孔和整体式电极网络。缺陷调制的Nb2O5−x表现出优异的循环稳定性（1100次循环后5 C下的164 mAh g−1）、超高倍率（25 C）下的高容量保持率（104 mAh g−1）和高质量负载下的大容量（0.74 mAh cm−2）（4 mg cm−2）。此外，Nb2O5−x/LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2高平均平台（2.12 V）和高比容量（22.9 mAh g−1）全电池也突出了其实用前景。
这种氧化物负极上的氧缺陷调制策略为实现快速充电和耐用锂离子电池提供了另一种解决方案。
参考文献
Yongjian Zheng, et al, Defect-Concentration-Mediated T-Nb2O5 Anodes for Durable and Fast-Charging Li-Ion Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202107060
https://doi.org/10.1002/adfm.202107060
