中外联合研究合成混价钒氧化物三维纳米结构

      从中国科学技术大学获悉，该校化学与材料科学学院余彦课题组与德国马普固体研究所合作，发展了一种室温氧化还原自组装方法，成功合成混价钒氧化物的三维纳米网络结构，并将该材料应用于高能量密度锂离子电池正极材料，取得了优异的电化学性能。相关成果日前发表于《纳米快报》。

      近年来，钒氧化物作为锂离子电池正极材料被广泛研究。相比传统的钒氧化物，具有混合价态的钒氧化物十三氧化六钒由于较难合成因而很少被研究。最新研究表明，十三氧化六钒被用作锂离子电池正极材料时可接受8个锂离子（单位分子），从而表现出高达417毫安时/克的理论比容量和900瓦时/千克的理论比能量。但在制备过程中，由于钒具有混合价态的特性，导致该材料的可控制备遇到较大挑战。

      此次研究人员提出了一种简单的基于室温溶液体系的氧化还原自组装方法，成功实现了十三氧化六钒的可控制备，并且可实现量化生产。作为锂离子电池正极材料时，这种由一维纳米槽编织而成的三维多级结构，其一维纳米单元具有较高的比表面积，有利于电解液的渗透，同时能促进快速的锂离子和电子传输。更重要的是，三维相互铰链的网络结构能有效抑制其一维单元的团聚和粉化，从而表现出高达780瓦时/千克的比能量。