国产一级大黄毛片_日韩中文无码一级片_黄色网站在线免费观看_青柠在线观看免费观看_渺渺茫茫天天躁日日躁狠狠躁_91精品福利免费在线观看_黄色大片国产一级特黄_高清亚洲黄色大片_亚洲日产AV中文字幕无码偷拍_六月婷婷在线视频

混合過渡金屬氧化物(MTMOs)是一種具有不同金屬陽離子的單相三元金屬氧化物，因其較高電導率/離子導電性，多種陽離子的協(xié)同作用和復雜的化學性質而引起了廣泛的關注。在各種分層材料中，Co₃V₂O₈是被認為是一種有前途的鋰離子電池電極材料。一些納米結構，如納米管，納米線，納米片，海綿網(wǎng)絡，空心鉛筆，已合成并作為電極材料進行了研究。盡管在這方面取得了進展，但本征電阻高，電解質的電活性位點不足，和電極界面和不可逆的體積變化導致Co₃V₂O₈在充放電過程中不理想的電化學性能。到目前為止, Co₃V₂O₈的電容特性和應用很少被報道。不同的電化學Co₃V₂O₈機制在堿性和中性水溶液中電解質還沒有被研究過。

我們通過水熱后退火處理將超薄孔Co₃V₂O₈直接生長在商用碳布(CC)上，用作混合的無粘結電極電容器。中孔和富含空位的Co₃V₂O₈是在Co²⁺摻雜后形成的，表現(xiàn)出高能量功率密度為330 W·kg^-1時，密度為89.6 Wh·kg^-1。我們證明了Co₃V₂O₈的電荷存儲機制強烈這取決于電解質的類型。這項研究提供了一個過渡金屬氧化物中引入空位有效地提高了其電化學性能的策略，也為優(yōu)化電解液的選擇提供參考。

Figure 1 (a) Schematic of fabricating the Co₃V₂O₈ nanosheet. (b) XRD pattern of V₂O₅, Co₃O₄, and Co₃V₂O₈. (c) and (d) SEM, (e) TEM, (f) and (g) HRTEM, (h) pore size distribution, and (i) SAED pattern of Co₃V₂O₈.

圖1展示了Co₃V₂O₈的合成示意圖、XRD、SEM、和TEM結果，摻雜Co²⁺之后，其結構發(fā)生重構，得到柔軟多孔的超薄納米片。從SEM圖片可以看出，Co₃V₂O₈相互連接構成三維網(wǎng)絡結構，其厚度大約是7nm。TEM圖片觀察到明顯的孔隙。將孔隙引入納米結構中有效增加比表面積，縮短離子運輸距離。

Figure 2 High-resolution XPS spectra of (a) V2p of V₂O₅ and C_o3V2_O8. (b) Co 2p of Co₃O₄ and Co₃V₂O₈. (c) O1s. (d) V k-edge EXENS for Co₃V₂O₈, V₂O₅, and the guide sample. (e) Wavelet transform of V in Co₃V₂O₈. (f) V k-edge EXAFS (points) and curve fit (line) for Co₃V₂O₈ shown in R-space (FT magnitude and imaginary component). The data are k³-weighted and not phase corrected. (g) Co k-edge EXENS for Co₃V₂O₈, Co₃O₄, and the guide sample. (h) Wavelet transform of Co in Co₃V₂O₈. (i) Co k³-weighted R-space EXAFS and curve fit for Co₃V₂O₈.

表1 用V和Co EXAFS譜得到了Co₃V₂O₈樣品的結構參數(shù)

圖2展示了V₂O₅，Co₃O₄，和Co₃V₂O₈的XPS和XAS結果，兩者都表明Co₃V₂O₈材料中V和Co價態(tài)的降低和氧空位的存在。通過對擴展邊的擬合，對V和Co的局域結構進行了分析。由表1展示了利用V和Co EXAFS譜得到了Co₃V₂O₈樣品的結構參數(shù)，V-O和Co-O的典型配位數(shù)（Shell）分別為3.393和5.623，均低于完美Co₃V₂O₈的標準配位數(shù)(4和6)結構。這一結果表明在的Co₃V₂O₈結構中存在豐富的氧空位。

Figure 3. Electrochemical properties of binder-free Co₃V₂O₈ measured in 1 M NaOH and Na₂SO₄ electrolyte with a three-electrode system. (a) and (b) CV and GCD curves tested in NaOH at different scan rates and current densities of 1–50 mV s^?1 and 0.5–20 A g^?1, respectively. (c) Capacitive contributions in NaOH at a scan rate of 5 mV s^?1. (d) and (e) CV and GCD curves in Na₂SO₄. (f) Capacitive contributions in Na₂SO₄ at a scan rate of 5 mV s^?1. (g) and (h) Contribution ratio of capacitive- and diffusion-limited capacities in NaOH and Na₂SO₄ at different scan rates. (i) Cycling performance of Co₃V₂O₈ in NaOH and Na₂SO₄ after 5000 cycles.

圖3展示了Co₃V₂O₈在不同電解液（1M NaOH和1M Na₂SO₄）中的三電極性能測試結果。在1M Na₂SO₄ 中的電壓窗口為-0.6-1.2V,在1M NaOH中表現(xiàn)優(yōu)異的倍率性能。電化學動力學研究表明在堿性電解液中主要是擴散控制，而在中性電解液中主要是電容控制行為。在NaOH電解液中，在電流密度0.5 ~ 20 A·g^?1之間，計算的比電容分別為992、905、825、774、712、676和540 F·g^?1，Co₃V₂O₈電極在Na₂SO₄在0.5 A·g^?1時的最大比電容為420 F·g^?1。當電流密度增加到20乘以初始值(即10A·g_?1)，Co₃V₂O₈在NaOH和Na₂SO₄中保留68%和59%。說明電極在兩種電解質中均表現(xiàn)出優(yōu)異的速率能力。

Figure 4 (a) Schematic of a hybrid capacitor. (b) and (c) CV curves of Co₃V₂O₈ in NaOH and Na₂SO₄ at different scan rates. (d) and (e) GCD curves of Co₃V₂O₈ in NaOH and Na₂SO₄. (f) Rate capability and cycling stability and (g) Ragone plot of Co₃V₂O₈ in NaOH and Na₂SO₄. (h) CV curves at 10 mV s^-1 collected at different bending states. (i) Photograph of a LED indicator powered by the hybrid capacitors.

圖4是Co₃V₂O₈的二電極測試結果。Co₃V₂O₈作為正極，活性炭作為負極，1M Na₂SO₄作為電解液時，電池的電壓窗口達到2.2V，具有高的能量密度和功率密度。同時組裝展示了柔性器件。

Figure 5 (a) XRD spectra and corresponding GCD curves at charging and discharging states in the NaOH electrolyte. (b) Co 2p XPS spectra of Co₃V₂O₈ in the NaOH electrolyte at charge/discharge states. (c) XRD spectra and corresponding GCD curves at charging and discharging states in Na₂SO₄ solution. (d) V 2p and (e) Co 2p XPS spectra of Co₃V₂O₈ at charge/discharge states in Na₂SO₄ solution. 

圖5是在不同電解液中準原位XRD和XPS結果，解釋了Co₃V₂O₈的儲能機理。

Figure 6. Structure models of (a) perfect Co₃V₂O₈, (b) Co₃V₂O₈-Ov (Ov represents oxygen vacancy [red circle]), (c) Na-inserted Co₃V₂O₈, and (d) Na-inserted Co₃V₂O₈-Ov. Calculated TDOS and PDOS of (e) Co₃V₂O₈ and (f) Co₃V₂O₈-Ov. (g) Charge density difference isosurface plot of Co₃V₂O₈ and Co₃V₂O₈-Ov; the yellow and cyan colors correspond to charge accumulation and charge depletion, respectively. (h) Charge density plots of Co₃V₂O₈ and Co₃V₂O₈-Ov structures, respectively.

圖6展示了DFT計算結果，除去氧原子后，多余的電子導致V - 3d態(tài)的分裂，進一步導致導帶變寬，帶隙變窄。在我們的計算結果表明，盡管空穴濃度較低(1.56%)，O1空位對電子結構有顯著影響。局域電子態(tài)來自于Co 3d態(tài)原始帶隙(圖6(f))。如此明顯的減少帶間隙說明氧空位的引入可增加電極材料電導率，這證實了我們的實驗結果。電荷密度差分布(圖6(g))也表明了電荷的積累和由于氧的作用，在最近的金屬陽離子上的損耗空缺。由圖6(h)可知氧周圍面積O1系統(tǒng)的空缺幾乎是空的，這表明這個區(qū)域的電子密度很低。離子經(jīng)歷了一次與周圍離子的弱相互作用，減小鈉離子擴散的能壘。證實了氧空位的存在可以縮短能帶間隙，提點材料導電性，且氧空位周圍電荷密度降低，這都為材料的電化學性能提高提供了有力條件。

簡介：原位X射線衍射鋰離子電池（LIB-XRD）是一款可以在線測試XRD數(shù)據(jù)的鋰離子電池。裝置頂部設計安裝一進口高純Be窗，不僅導電性好，而且對X射線透射率高。該裝置可以在電池充放電時實現(xiàn)原位XRD測量，實時觀測電極材料的物相結構變化。 

超薄Co₃V₂O₈納米片被用作無粘結劑電極在堿性NaOH和中性Na₂SO₄進行了一系列電化學性能測試。我們發(fā)現(xiàn)Co₃V₂O₈的電荷存儲機制很大程度上取決于電解液的類型。在NaOH電解液中，儲能主要通過與OH^?的可逆氧化還原反應發(fā)生，而在Na₂SO₄，儲能主要通過夾層/提取Na⁺離子。Co₃V₂O₈優(yōu)異的電化學性能在1M NaOH和Na₂SO₄電解質可以歸因于以下因素。(1) Co₃V₂O₈的三維互連結構能迅速轉移產(chǎn)生的電荷。(2)超薄納米片可以暴露大的表面積和增加與電解液接觸界面。(3)介孔結構上可以增加比表面積，縮短離子運輸距離。(4)引入氧氣空位增加電極材料的固有導電性提供額外的活性位點。它也可以用作Na⁺在Na₂SO₄電解液中遷移的通道。本工作為缺陷工程提供了一種新的方法混合金屬氧化物。研究了Co₃V₂O₈在中性和堿性電解質中的電荷存儲機制。

材料原文鏈接：

Anchun Tang, Chubin Wan*, Xianhe Meng, Xiangcao Li，Xiaoyu Hu，Miaofeng Huang,and Xin Ju*。Oxygen vacancies confined in porous Co3V2O8 sheets for durable and high-energy aqueous sodium-ion capacitors. Nano research 2022.

https://linkspringer.53yu.com/article/10.1007/s12274-022-4147-3.