刘美林等人Nano Energy：设计用于高倍率锂离子电池的T-Nb2O5 -碳-石墨烯复合材料

对于Nb₂O₅在大功率可充锂离子电池（LIBs）中广泛的商业应用而言，使用经济高效的合成策略开发先进的体系结构仍然是一个巨大的挑战。

美国佐治亚理工学院刘美林、Bote Zhao等人报道了一种新型二维（2D）结构，该结构由还原氧化石墨烯纳米片上富含氧空位的T- Nb₂O₅和碳组成（2D Nb₂O₅-C-rGO），它是通过一锅水解路线和热处理合成的。

作为 LIB 的负极，2D Nb₂O₅-C-rGO架构显示出优异的倍率性能（在100 C或 20 A g^-1下实现114 mAh g^-1的容量）和循环稳定性（在5 C下循环1500次后保持147 mAh g^-1的容量，在50C下循环5000次后保持107 mAh g^-1的容量）。

图1 2D Nb₂O₅-C-rGO结构的合成过程示意图

实验研究和基于密度泛函理论(DFT)的计算表明，2D Nb₂O₅-C-rGO电极出色的 Li⁺存储性能归因于C-rGO电子网络改善的电子导电性和原位形成晶格氧空位增强的Nb₂O₅晶粒内快速的Li+迁移动力学。

这项工作为快速锂离子储存提供了一种具有先进结构的负极，并进一步加强了对Nb₂O₅基碳质复合材料储能机理的理解。

图2 电化学性能

Engineering the architecture and oxygen deficiency of T-Nb₂O₅-carbon-graphene composite for high-rate lithium-ion batteries. Nano Energy 2021. DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106398

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刘美林等人Nano Energy：设计用于高倍率锂离子电池的T-Nb2O5 -碳-石墨烯复合材料

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