日前，洛陽師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院毋乃騰與合作者一起，利用嵌段共聚物為形貌控制劑，通過對(duì)五氧化二釩晶面取向的控制以及誘導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了五氧化二釩循環(huán)穩(wěn)定性的提升。相關(guān)成果在線發(fā)表于《應(yīng)用材料與界面》。
常見的鋰離子電池正極材料的放電克容量一般為120~180毫安時(shí)，難以達(dá)到未來能量存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換的要求。五氧化二釩是一種典型的層狀氧化物，其理論克容量可達(dá)294毫安時(shí)，還擁有成本低和易制備的優(yōu)勢(shì)，是高性能電池潛在的正極選擇之一。但是，五氧化二釩的應(yīng)用常常受到其本身導(dǎo)電性和循環(huán)性能差的限制。
研究人員通過在水熱反應(yīng)中添加長(zhǎng)鏈的嵌段共聚物，可控合成了具有一維結(jié)構(gòu)的低價(jià)釩自摻雜的釩酸銨前驅(qū)體，再通過熱處理，得到了劍麻狀的五氧化二釩正極材料。該材料可以有效降低充放電過程中的副反應(yīng)，其穩(wěn)定的晶面暴露、四價(jià)釩的自摻雜和一維片狀結(jié)構(gòu)協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)了五氧化二釩倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性的極大提升，所制備的五氧化二釩在電流密度為300毫安每克時(shí)，循環(huán)400周后，克容量還保持在187毫安時(shí)，容量衰減僅為每周期0.06%；3000毫安每克的放電電流下，克容量可達(dá)105毫安時(shí)；1500毫安每克的電流密度下循環(huán)300次，容量衰減為每周期0.1%，展現(xiàn)出良好的電化學(xué)性能。