锂离子电容器（LICs）充分结合了锂离子电池和超级电容器的优点，具有高能量密度和功率密度，因此，引起了人们极大的研究兴趣。理想的LIC电极材料应具有丰富的反应位点和高速的电荷传输。尽管纳米颗粒可以提供大的表面积，但是纳米颗粒的无规堆积不能提供足够的有效表面积，并且也阻碍了质量传输。将这些纳米粒子组装成具有丰富层次多孔结构的空心结构是合理的，这样既有利于活性位点，又有利于质量传输。有效表面积与质量输运之间的平衡是制备理想的LIC电极材料的重要条件。然而，传统的单壳空心结构受到体积容量低、电荷传输相对较差的限制。基于此，中科院过程工程研究所王丹研究员等人首次采用顺序模板法合成了三层（3S）Nb₂o₅空心多壳结构（HoMS），并将其应用于LIC负极。HoMS独特的结构，如大的有效表面积、分层孔隙、多壳层等，提供了丰富的反应位点，降低了电子输运阻力，并提高了离子输运的扩散速率。在这种情况下，合成的Nb₂O₅ HoMS在所有报道的Nb₂O₅‐基材料中获得了最佳的组合性能，同时提供了极好的能量和功率密度，并具有极佳的循环稳定性。这一工作证明了Nb₂O₅ HoMSs可以作为下一代储能系统中优异LICs的负极材料。

Dan Wang. Hollow Multi-Shelled Structure Benefited Charge Transport and Active Sites for Li-Ion Capacitors. Angewandte Chemie International Edition 2020.

DOI: 10.1002/anie.201914680

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.201914680