電化學性能的限制以及供應鏈的挑戰，使得正極材料成為鋰離子電池的關鍵瓶頸。最先進的鋰離子電池，還達不到理論容量。因此，更有效地利用活性插層材料策略的設計，備受關注。堿金屬離子的預插層，可獲得更高可逆容量和改善倍率性能。然而，改善電化學性能的結構基礎，大多仍尚待探索。今日，美國 得克薩斯A&M大學（Texas A&M University） Yuting Luo, Joseph V. Handy, John D. Ponis，Sarbajit Banerjee等，印度 哈里什-錢德拉研究所（Harish-Chandra Research Institute (HRI) ）Tisita Das，Sudip Chakraborty等，在Nature Materials上發文，報道了在隧道結構ζ-V2O5正電極中，拓撲化學單晶到單晶的轉變，以說明在改變主體晶格和改變擴散路徑中，預插層pre-intercalation的作用。同步加速器X射線衍射用于繪制鋰離子位置偏好和占位，以作為預插層材料中放電深度的函數。Na-和K-離子插層“支持打開props open”一維隧道，減少嵌入鋰Li離子之間的靜電排斥，并完全改變擴散路徑，實現更高數量級的鋰Li離子擴散率和獲得更高的容量。基于單晶到單晶的拓撲化學轉變和動態原位衍射研究，破譯了預插層材料中，提升電化學性能的原子起源，有助于正電極設計的位置選擇性修飾方法。Effect of pre-intercalation on Li-ion diffusion mapped by topochemical single-crystal transformation and operando investigation.?基于局部化學單晶轉變和動態原位研究，預插層對鋰離子擴散的影響。
圖1:結構和形態特征。
圖2: β-Na0.25V2O5和β-K0.27V2O5電化學表征。
圖3: 預插層β-NaxV2O5和β-KxV2O5中，鋰離子擴散的單晶XRD圖譜。
圖4: 通過動態原位同步加速器粉末XRD表征的結構演變。
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圖5: 預插層化合物中的遷移勢壘。
文獻鏈接
Luo, Y., Handy, J.V., Das, T.?et al.?Effect of pre-intercalation on Li-ion diffusion mapped by topochemical single-crystal transformation and operando investigation.?Nat. Mater.?(2024).?
Effect of pre-intercalation on Li-ion diffusion mapped by topochemical single-crystal transformation and operando investigation.?
