具有Wadsley-Roth相的Nb是很有前途的锂离子电池负极材料，但其固有的低导电性仍然严重限制了其倍率性能。

近日，田纳西大学Sheng Dai采用离子热合成辅助掺杂的方法制备了一种新型的掺杂Mo_1.5W_1.5Nb₁₄O₄₄（MWNO）材料。

文章要点

1）用中子粉末衍射仪和像差校正扫描电子显微镜对MWNO的晶体结构进行了详细表征，揭示了Mo⁶⁺掺杂完全占据了T1四面体晶位。而在半电池中，MWNO表现出增强的快充电性能。

2）研究人员通过紫外-可见漫反射光谱、密度泛函理论(DFT)计算和电化学阻抗谱研究了性能改善的原因，揭示了禁带宽度的收窄提高了MWNO的电导率。此外，operando X射线衍射表明，MWNO在电化学反应过程中表现出典型的基于固溶体相转化的锂离子插入/提取机理，并具有可逆的结构演变。恒电流间歇滴定技术和DFT证实了Mo⁶⁺/W⁶⁺掺杂提高了MWNO的锂离子扩散率。

3）在与LiNi_0.5Mn_1.5O₄组合的全电池中，MWNO具有增强的导电性和锂离子扩散性，成功地证明了其快充电性能和实用性。因此，这项工作阐明了离子热合成在储能材料中的潜力，并从机理上理解了掺杂对提高材料电化学性能的作用。

参考文献

Runming Tao, et al, Insight into the Fast-Rechargeability of a Novel Mo_1.5W_1.5Nb₁₄O₄₄ Anode Material for High-Performance Lithium-Ion Batteries, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202200519

https://doi.org/10.1002/aenm.202200519