武汉理工大学材料学院麦立强

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武汉理工麦立强Nano energy：等离子刻蚀三氧化钼制造氧缺陷实现储锂结构稳定及可逆容量提升

每年不可再生能源消耗的增加，给资源与环境带来了巨大的压力。因此科学家们一直致力于开发新能源，包括太阳能，潮汐能，风能等。然而，这些能源在功率输出方面往往较低且不稳定，从而造成这些能源不能被直接利用。利用电化学能量存储技术来存储这些能量被认为是很好的解决手段。在典型的能量存储系统中，锂离子电池（LIBs）因其相对较大的比容量和较高的工作电压而脱颖而出，从而被广泛应用于人们的生产生活中。然而，现今商业化的LIBs比容量有限，并且在过去的几十年里，增长缓慢。为了解决这个问题，很多科学家一直致力于研发具有高容量的正极材料。α-MoO3正是这些具有高比容量的正极材料之一，这在过去几年中得到了深入的研究。然而，由于在〜2.8V发生不可逆的相变，α-MoO3的容量迅速下降。另外，低电子传导率和慢反应动力学也限制了这种材料的应用。早在2007年，武汉理工大学麦立强教授提出预锂化的办法，提升三氧化钼的结构稳定性。近期有文献表明氧空位能提高部分材料的电化学性能。

近日，武汉理工大学麦立强课题组 在α-MoO3纳米带的基础上，通过可控等离子体刻蚀制备了具有氧空位的α-MoO3-x，并将其用作LIB的正极材料。 结构表征证实经适当刻蚀（MoO3（II），氢气等离子刻蚀10分钟）后，所制备样品的范德华间隙（vdW间隙）扩大并且带隙减小，过度的刻蚀会导致材料碎裂严重且形貌破坏。电化学测试结果表明，MoO3（II）样品具有小的极化，较好的结构稳定性，更可逆的层间/层内Li存储位点以及更高的容量。综上所述，适当氧空位的引入明显减小了三氧化钼的带隙、增加了其范德华层间距，提高了材料的电子及离子电导率，因此提高了材料的容量（可逆性），倍率性能和循环稳定性。麦立强教授为本文通讯作者，文章共同第一作者为张国彬和熊腾飞。该文章“α-MoO3-x by Plasma Etching with Improved Capacity and Stabilized Structure for Lithium Storage”发表在国际顶级期刊Nano Energy上（影响因子：12.343）。