开发具有大容量和快充性能的新型负极材料是研制高能量密度锂离子电容器的关键。

近日，陕西师范大学雷志斌教授，Qi Li报道了用一种简便的电沉积技术在导电碳布（CC）上生长的KNb3O8纳米棒中快速的Li⁺嵌入。

文章要点

1）CC-KNb3O8电极的分级多孔网络和增强的导电性使其在0.01 A g^-1下的放电容量高达271 mA h g^-1具有较低的安全电压（1.2 V vs Li/Li），同时表现出优异的循环稳定性（100次循环后，容量为225 mA h g^-1）和优异的倍率性能（0.5 A g^-1下的容量为159 mA h g^-1）。

2）电化学结果和X射线光电子能谱（XPS）分析表明，KNb³O⁸在整个充放电过程中，伴随着Nb⁵⁺/Nb⁴⁺和Nb⁴⁺/Nb³⁺氧化还原反应的多电子转移，保持在稳定的正交相中，没有明显的体积膨胀。

3）以CC-KNb₃O₈为负极，活性炭为正极的锂离子电容器在输出功率为346 W·kg^-1时的最大能量密度为69 W h kg^-1，在2.0 A g^-1下1000次循环后容量仍保持88%。

这项工作为设计高性能电荷储存器件的大容量Nb基电极开辟了一条新的途径。

参考文献

Hui Sun, et al, Lithium Storage in Carbon Cloth–Supported KNb₃O₈ Nanorods Toward a High-Performance Lithium-Ion Capacitor, Small Struct. 2021

DOI: 10.1002/sstr.202100029

https://doi.org/10.1002/sstr.202100029