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Enhancing low-temperature electrochemical kinetics and high-temperature cycling stability by decreasing ionic packing factor

引用

eScience 2023年第6期3卷 69-79页

作者： Changpeng Lv Chunfu Lin Xiu Song Zhao Institute of Materials for Energy and Environment College of Materials Science and EngineeringQingdao UniversityQingdao 266071China Anhui Provincial Engineering Laboratory of Silicon-based Materials Engineering Technology Research Center of Silicon-based Materials AnhuiSchool of Material and Chemical EngineeringBengbu UniversityBengbu233030China

Present-day Liþstorage materials generally suffer from sluggish low-temperature electrochemical kinetics and poor high-temperature cycling ***,based on a Ca2þsubstituted Mg_(2)Nb_(34)O_(87) anode material,we demonstrate that decreasing the ionic packing factor is a two-fold strategy to enhance the low-temperature electrochemical kinetics and high-temperature cyclic *** resulting Mg_(1.5)Ca_(0.5)Nb_(34)O_(87) shows the smallest ionic packing factor among wadsley–roth niobate *** with Mg_(2)Nb_(34)O_(87),Mg1.5Ca0.5Nb_(34)O_(87) delivers a 1.6 times faster Liþdiffusivity at-20℃,leading to 56%larger reversible capacity and 1.5 times higher rate ***,Mg_(1.5)Ca_(0.5)Nb_(34)O_(87) exhibits an 11%smaller maximum unit-cell volume expansion upon lithiation at 60℃,resulting in better cyclic stability;at 10C after 500 cycles,it has a 7.1%higher capacity retention,and its reversible capacity at 10C is 57%***,Mg_(1.5)Ca_(0.5)Nb_(34)O_(87) is an allclimate anode material capable of working at harsh temperatures,even when its particle sizes are in the order of micrometers.

关键词： Ionic packing factor Low-temperature electrochemical kinetics High-temperature cycling stability wadsley–roth niobate Substitution In situ characterization

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