鉅大LARGE | 點擊量：983次 | 2022年01月10日
二維層狀材料可插入原子間 讓充電鋰電池效能大增
記者從我國科學技術大學獲悉，該核同步輻射實驗室宋禮教授課題組，在同步輻射研究插層2D納米結構方面取得最新新進展。
二維層狀材料因其獨特結構和優異性能在能源存儲和轉化等領域均表現出良好的應用前景。2D層面內原子以強的共價鍵結合，而層和層之間以弱的范德華力結合，這為客體插層劑插入其層間供應了可能性。
插層二維材料能夠在原子尺度上實現對材料電子結構和本征物理性質的調控,提高材料的載流子濃度、遷移率、磁學、光學和熱學等物理性質.近年來,探索合適的方法制備具有不同類型和功能的二維插層新結構已逐漸成為材料科學、物理、化學等領域的研究熱點。合成了金屬錫離子插層的三氧化鉬二維層狀新材料，利用同步輻射技術解析了插層離子和主體材料的相互用途和成鍵配位環境，將其應用在鋰離子電池上，表現出優異的循環穩定性。
在本研究中，科研人員通過調節水熱合成工藝將錫(Sn)原子引入到三氧化鉬(α-MoO3)納米帶層間，在保持了二維材料原有的形貌和結構穩定性的同時，層間距顯示出一定的增大。
通過同步輻射XAFS技術深入解析了插層錫原子和主體三氧化鉬材料的相互用途和成鍵配位環境。結合第一性原理模擬發現，錫原子在三氧化鉬層間和氧原子相互用途，并和五個氧成鍵形成獨特的五面體結構。得到的錫離子插層三氧化鉬材料表現出優異的鋰離子充放電性能和超高的循環穩定性，其重要歸因于這種金屬原子插層策略不僅擴大了二維三氧化鉬的層間距，同時提高了材料的導電性，使得鋰離子可以在層間快速的傳輸，在結構穩定性提升的同時增強了鋰離子電池的各項指標。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
這一研究結果有望為新型插層2D新材料的設計供應新思路和表征新技術。
