电泳沉积多孔炭黑锚定Ni2V2O7纳米棒用于高性能锂离子电池负极的潜力探索

《Applied Ocean Research》：Exploring the potential of Ni 2V 2O 7 nanorods anchored on electrophoretically deposited porous carbon black for high-performance lithium-ion battery anodes

本文创新性地采用共沉淀法合成镍钒酸盐（Ni2V2O7）纳米棒，并通过电泳沉积（EPD）技术将其锚定于多孔炭黑（CB）集流体，构建了NVO@CB复合负极。该设计有效缓解了转化型负极材料在锂离子电池（LIB）中的体积膨胀问题，在100 mA·g?1电流密度下循环100次后仍保持585 mAh·g?1的高可逆比容量，且库伦效率约99%，展现出优异的循环稳定性与倍率性能，为高性能储能器件开发提供了新策略。

　　

Highlight

实验部分

NH₄VO₃（超纯AR，99%）、Ni(OCOCH₃)₂·4H₂O（纯，98%）、NH₄OH（30%）以及(COOH)₂·2H₂O（超纯，99.5%）购自SRL Chemicals。碳酸乙烯酯（EC，98%纯）和碳酸二甲酯（DMC，99%纯）购自Sigma Aldrich。六氟磷酸锂（LiPF₆ >98%纯）和氟代碳酸乙烯酯（FEC）添加剂购自东京化学工业株式会社。羧甲基纤维素钠盐（CMC钠）购自Sisco Research Laboratories（SRL）。

结构特征

通过X射线衍射（XRD）结合Rietveld精修分析，确认了所合成NVO粉末的物相特征，并验证了其相纯度（图2）。未发现明显的V₂O₅和NiO杂质峰，表明成功制备了目标物相。如图2(a)所示，XRD图谱的峰位置与JCPDS卡片号01-070-1190吻合，表明NVO材料具有单斜晶系结构，其晶格常数a = 9.4 ?，b = 8.34 ?。

结论

通过共沉淀法制备了钒酸镍（Ni₂V₂O₇），并评估了其作为锂离子电池负极材料的潜力。多孔海绵状炭基质为NVO电极材料提供了良好的附着性能。将NVO负极材料刮涂在EPD沉积的炭黑上，以最大程度减少充放电过程中的剥离现象，该剥离是由电极材料的体积膨胀和收缩引起的。NVO@CB电极表现出卓越的电化学性能。