【摘 要】
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T-Nb2O5和Ti Nb2O7作为铌基氧化物具有较高的嵌锂电位,可以防止锂枝晶的形成,因而具有更高的安全性,并且由于具有丰富的氧化还原反应对而具有较高的容量,是非常有潜力的电极材料。本文通过杂原子掺杂改性、与高导电材料MXene复合以及形貌控制等手段对两种材料进行修饰改性;运用XRD、SEM、TEM、XPS、Raman等现代分析手段对材料的物相组成、形貌和微观结构进行了分析和表征,所得结论如下:
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T-Nb2O5和Ti Nb2O7作为铌基氧化物具有较高的嵌锂电位,可以防止锂枝晶的形成,因而具有更高的安全性,并且由于具有丰富的氧化还原反应对而具有较高的容量,是非常有潜力的电极材料。本文通过杂原子掺杂改性、与高导电材料MXene复合以及形貌控制等手段对两种材料进行修饰改性;运用XRD、SEM、TEM、XPS、Raman等现代分析手段对材料的物相组成、形貌和微观结构进行了分析和表征,所得结论如下:通过水热法制备得到钨掺杂的T-Nb2O5纳米粒子,再与MXene进行复合制备了W-Nb2O5/MXene复合材料,研究了其作为锂离子电池负极材料在常温下和低温下的电化学性能。研究结果表明:掺杂3 mol%钨并复合MXene后的T-Nb2O5纳米粒子在常温下,当电流密度达到5 A/g时,其放电比容量可达到136 m Ah/g;在-20°C的低温环境下,当电流密度为1 A/g时,其放电比容量达到了107 m Ah/g,循环充放电500次后,容量保持率高达96.3%。通过静电纺丝法制备了碘改性的Ti Nb2O7纳米纤维,再与MXene进行复合制备了I-Ti Nb2O7/MXene复合材料,研究了其作为锂离子电池负极材料在常温下和低温下的电化学性能。研究结果表明:在常温下,以5 A/g的电流密度充放电时,能够提供178.1 m Ah/g的放电比容量。在-20°C的低温环境下,以1 A/g的电流密度充放电时,能够提供156.6 m Ah/g的放电比容量,充放电1000次后,容量保持率高达99.1%,展现出优异的电化学特性。
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