氧空位V₂O₃@氮掺杂碳纳米纤维

高载量下高容量

将表面氧空位与氮掺杂碳纳米纤维相结合，在保持高负载量的同时克服了传统钒基正极离子/电子传输慢和容量快速衰减的问题。

Wang, Jinkai · Zhengyu, Wang · Zhi, Liu · Li, Ling · 王敏 · Xiaoman, Meng · 王红康 · Yin, Zongyou

Small 2024

具体参数

可逆容量

{'zh': '554.6', 'en': '554.6'} mAh g-1

初始容量

{'zh': '434.3', 'en': '434.3'} mAh g-1

初始容量

{'zh': '266.6', 'en': '266.6'} mAh g-1

容量衰减率

{'zh': '0.012', 'en': '0.012'} %

容量衰减率

{'zh': '0.003', 'en': '0.003'} %

技术优势

高载量撑得住

电极负载量达到 2.0–2.5 mg cm⁻² 时，0.1 A g⁻¹ 下仍给出 554.6 mAh g⁻¹ 的可逆容量，没有因厚电极牺牲性能。

倍率能提上去

1.0 和 5.0 A g⁻¹ 下初始容量分别有 434.3 和 266.6 mAh g⁻¹，说明电子/离子通道被氧空位和氮掺杂碳纤维打通。

循环衰减极慢

500 圈每圈只衰减 0.012%，2000 圈每圈只衰减 0.003%，把容量衰减压到接近可忽略的水平。

方法可以复制

同一套静电纺丝加原位氧化还原策略可推广到其他锰基、钒基氧化物纳米结构的设计，不止这一种材料。

应用场景

• 水系锌离子电池：提供高容量、低衰减的钒基正极，直接提升电池能量密度和循环寿命。
• 锌离子电池正极：用氧空位和氮掺杂碳纤维协同改进正极的倍率和稳定性。
• 高负载电极：在 2.0–2.5 mg cm⁻² 高负载量下仍保持高容量，适合厚电极工艺。
• 金属氧化物纳米结构：静电纺丝原位氧化还原策略可推广到其他锰基、钒基氧化物纳米结构。