【概述】

    華盛頓大學(xué)的曹國忠教授等人使用實(shí)驗(yàn)室臺式XAFS研究了三種不同的類型導(dǎo)電聚合物(V?-V₂O₅/PANI, V?-V₂O₅/PEDOT和V?-V₂O₅/PPy)包裹的V₂O₅納米纖維在聚合過程中在界面處生成?的情況（圖3 a-f）。這些表面的V?會形成一個(gè)局部的電場，促進(jìn)V?-V₂O₅/PPy納米微粒的電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)，且伴生的V⁴⁺和V³⁺還可以催化氧化還原反應(yīng)，顯著地提高超級電容器的整體性能。

【實(shí)驗(yàn)/設(shè)備條件】

    臺式X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)譜儀（XAFS/XES）

【實(shí)驗(yàn)結(jié)果/結(jié)論】

    通過對三種不同CP涂層的異同進(jìn)行了比較和討論發(fā)現(xiàn)，V?在CP中的分布取決于其聚合條件和包覆厚度。另外，研究人員將XAFS和XPS技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，全面的闡述了V?在表面層和體中的存在及其對電化學(xué)的影響，這種改善的電極材料的電荷轉(zhuǎn)移動力學(xué)有望用于下一代儲能系統(tǒng)中。

圖1. (a-c) 使用臺式XAFS譜儀得到的V?-V₂O₅/PANI, V?-V₂O₅/PEDOT和V?-V₂O₅/PPy中V元素的XANES譜圖對比；（d）V?-V₂O₅/PANI的SEM圖像及XANES；（e）KVOH和VOH的XRD和V元素的XANES譜圖對比；（f）使用XPS和XANES表征V?-V₂O₅/PEDOT計(jì)算的得到的V₂O₅中氧空位的含量對比；（g-j）使用臺式XAFS譜儀得到的V箔片的EXAFS譜圖及其R和k空間變換譜圖

    這種可以在不改變鋰電池包結(jié)構(gòu)或使用與快速充電應(yīng)用相關(guān)的時(shí)間分辨技術(shù)下進(jìn)行原位分析的技術(shù)，可以用來評估一些模型系統(tǒng)的充放電和健康狀態(tài)。與傳統(tǒng)同步加速器相比反饋速度更快，如帶有多價(jià)電荷載體的電池或負(fù)離子氧化還原機(jī)制，在這些模型中電荷轉(zhuǎn)移位點(diǎn)通常是不明確的。作為未來的發(fā)展方向, 基于實(shí)驗(yàn)室的XAFS研究模式可以作為電池退化機(jī)制研究的一個(gè)有用研究模型（其通常需要頻繁和長期的XAFS分析和監(jiān)測），加速新材料的發(fā)現(xiàn)和LIBs的操作模式的改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] Tailoring Energy and Power Density through Control領(lǐng) the Concentration of Oxygen Vacancies in V₂O₅/PEDOT Nanocable Based Supercapacitors. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 16647?16655.

[2]V₂O₅–Conductive polymer nanocables with builtin local electric field derived from interfacial oxygen vacancies for high energy density supercapacitors. J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 17966.

標(biāo)簽：臺式XAFS實(shí)驗(yàn)室XAF實(shí)驗(yàn)室XES