近日，国际顶级期刊《AdvancedEnergyMaterials》在线刊登了蚌埠学院、安徽省硅基新材料工程实验室青年教师吕长鹏的“RationalDesignandSynthesisofNickelNiobiumOxidewithHigh-RateCapabilityandCyclingStabilityinaWideTemperatureRange”的研究论文。
作者选取外层具有自由电子和大离子半径的Ni2+(0.69Å)与五氧化二铌进行简单的固相反应，成功合成出正交相剪切ReO3型层状结构氧化物Ni2Nb34O87，作为储锂负极材料。得益于层间距的变大和电子电导率增加，Ni2Nb34O87呈现出快速的锂离子扩散动力学以及储锂过程中高比例电容贡献和较小的晶胞体积膨胀，使得Ni2Nb34O87在-10到60°C的温度范围内表现出高倍率性能和循环稳定性，在25°C下，它在0.1C时的可逆比容量为339mAhg-1，在20C下1000次循环后容量保持率为98.1%。在-10°C下，0.1C下的可逆容量为207mAhg-1，当倍率从0.5增加到2C时，容量保持率为64.0%，在2C下1000次循环后容量没有衰减。在60°C时，0.1C下的可逆容量为224mAhg-1，当倍率从0.5增加到10C时，容量保持率为65.3%，10C循环1000次后容量保持率为78.7%。同时，借助原位XRD结合Rietveld精修技术表明具有ReO3型层状结构的Ni2Nb34O87具有较大的层间距，有效地促进了锂离子的输运和储存，锂化后的单位晶胞体积膨胀为6.71%。这种新型负极材料有望广泛用于宽温度范围内工作的锂离子电池。
《AdvancedEnergyMaterials》是由Wiley出版发行的全球著名期刊，是能源收集、转化及存储领域最具影响力的期刊之一，2021年最新影响因子为29.368。该工作得到安徽省教育厅重点项目以及安徽省高校优秀人才支持计划的资助。（葛金龙）
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