高性能鋰離子電池(LIBs)被認為是一種有前景的能量存儲技術(shù)，來滿足現(xiàn)代社會中電子設(shè)備日益增長的性能需求。然而，現(xiàn)有的商業(yè)石墨負極材料已經(jīng)接近其有限的理論值，無法在下一代LIBs中實現(xiàn)更高的能量和功率密度。因此，設(shè)計和開發(fā)大容量、高倍率、超長循環(huán)壽命的優(yōu)異負極材料是非常迫切的。過渡金屬氧化物(TMOs)作為一類重要的功能材料，因其固有的安全性和在轉(zhuǎn)換型反應(yīng)中具有較大的鋰存儲容量等優(yōu)點而備受關(guān)注。雖然，針對TMOs鋰離子電池負極材料研究的工作已經(jīng)取得了重大進展，但是在實際中仍然存在著倍率性能差以及首次不可逆的容量衰減等問題。通常認為，電極材料的結(jié)構(gòu)與組成在對提高鋰離子電池性能中扮演著決定性的角色。北京理工大學一個研究小組通過設(shè)計Ni/MoO_2-δ模型電極材料，并通過北京同步輻射裝置（BSRF）1W1B-XAFS實驗站的X射線吸收譜技術(shù)對改材料的結(jié)構(gòu)與組成以及可能的機理過程進行了表征分析，旨在解決TMOs鋰離子電池負極材料中存在的倍率性能差以及首次不可逆的容量衰減等共性問題。 

　　圖 1 (a) Ni/MoO_2-δ及鉬基標樣的同步輻射精細吸收譜和(b)對應(yīng)的半波能量和鉬氧化態(tài)之間的關(guān)系；Ni/MoO_2-δ及鉬基標樣的k空間(c)及R空間圖(d)。 

　　該研究小組利用共沉淀的策略，結(jié)合后續(xù)精確控制煅燒時間，制備了Ni/MoO_2-δ的復(fù)合材料。由于MoO_2-δ是無定型結(jié)構(gòu)，研究小組X-射線精細吸收技術(shù)分析了MoO_2-δ的價態(tài)及無定型結(jié)構(gòu)特征(圖1)。其次，針對Ni組分催化氧化鋰可逆分解的實驗內(nèi)容，通過X-射線精細吸收技術(shù)檢測了Ni組分在充放電前后的信息。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Material Chemistry A 7 (2019), 17570-17580。 

　　發(fā)表文章： 

　　Tao Meng, Jinwen Qin, Zhen Yang, Lirong Zheng and Minhua Cao* Significantly improved Li-ion diffusion kinetics and reversibility of Li₂O in a MoO₂ anode: the effects of oxygen vacancy-induced local charge distribution and metal catalysis on lithium storage. Journal of Material Chemistry A 7 (2019), 17570-17580.