Ti₂Nb₁₀O₂₉（TNO）具有高储锂容量和锂离子扩散率，是高性能锂离子电池和电容器的理想电极材料。目前，TNO基体系的倍率或功率性能受到其材料较差的电子传导性的限制。

近日，美国佐治亚理工学院刘美林教授，上海理工大学郑时有教授报道了利用一种新的聚吡咯-化学气相沉积（PPy-CVD）工艺设计、合成和表征了包裹TNO结构的分层富N导电层（TNO@NC）。

文章要点

1）结果表明，PPy-C碳涂层部分还原了Ti和Nb离子，形成TiN，并在TNO@NC结构中形成氧空位，进一步提高了材料整体电子和离子电导率。研究人员利用各种缺陷模型和密度泛函理论（DFT）计算，研究了氧空位对TNO@NC复合材料的电子结构和锂离子扩散能的影响。

2）实验结果显示，优化后的TNO@NC样品在半电池中表现出显著的倍率性能，1 C时的可逆容量为300 mAh g^-1，100 C时的可逆容量为211 mAh g^-1，优于大多数M_xNb_yO_z材料。同时，所开发的全电池LiNi_0.5Mn_1.5O₄(LNMO)||TNO@NC锂离子电池（LiB）和活性炭(AC)||TNO@NC混合锂离子电容器（LIC）具有显著的体积和重量能量和功率密度。

参考文献

T. Yuan et al., A hierarchical Ti₂Nb₁₀O₂₉ composite electrode for high-power lithium-ion batteries and capacitors, Materials Today (2021),

DOI：10.1016/j.mattod.2020.11.018

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2020.11.018