富氧空位空心纳米球负极

千次循环容量高稳定

通过煅烧调控金属钴/氧化钴比例与氧空位浓度，实现锂离子电池负极兼具高容量、长循环与快速储锂。

Miao, Xin · Shi, Yunxin · 王丽英 · Cao Z. · 张永峰 · 罗绍华

Journal of Power Sources 2025

具体参数

比容量

{'zh': '1112.5', 'en': '1112.5'} mAh g⁻¹

比容量

{'zh': '605.6', 'en': '605.6'} mAh g⁻¹

氧空位浓度

{'zh': '65.7', 'en': '65.7'} %

电容贡献

{'zh': '68', 'en': '68'} %

技术优势

千次循环仍高容量

空心结构有效缓冲体积变化，氧空位加速锂离子扩散，使得1 A g⁻¹下循环1000次后容量保持605.6 mAh g⁻¹。

高倍率电容储锂

在1 mV s⁻¹下电容贡献达68%，以Co²⁺/Co³⁺氧化还原对赝电容为主，配合扩散控制过程，实现快速储锂。

高氧空位浓度

XPS测得氧空位浓度为65.7%，为锂离子提供快速扩散通道，提升反应动力学。

结构稳定抗体积变化

多级空心结构在循环中维持完整性，避免材料粉化，从而延长循环寿命。

应用场景

• 快充锂离子电池：高电容贡献和快速锂离子扩散支持大电流充放电。
• 高能量密度储能：高比容量和长循环稳定性有望提升电池整体能量密度。
• 电池负极材料：材料可直接用作负极活性物质，制备工艺简单。
• 柔性电池：空心结构缓冲体积变化，适合柔性电极的弯曲应力。