报告题目：锂离子电池用氧化铌电极中电化学诱导非晶态-岩盐态相变

       报告摘要：

       目前设计和开发新型插层金属氧化物电极材料的策略通常包括（1）通过固态反应进行传统陶瓷加工工艺，（2）水（溶剂）热加工，以及（3）离子热加工。然而，使用上述策略制造的大多数材料在电池测试之前都是化学制备的。在这里，我们提出了一种通过电化学手段合成纳米结构亚稳Nb₂O₅的新方法。新型RS-Nb₂O₅电极具有优异的电化学性能，包括高锂离子储存、快速的Li⁺扩散和高循环稳定性。在这项研究中，我们利用纳米级无定形铌氧化物（Nb₂O₅）作为“开放框架”，并观察到它可以被电化学驱动形成最佳结构（岩盐），以提高锂离子电池的性能。这是通过非晶纳米通道铌氧化物与锂离子的电化学循环实现的。具体而言，当电极循环到0.5V vs.Li/Li⁺的电势时，纳米级非晶Nb₂O₅（a-Nb₂O₅）自发转变为岩盐结构（RS-Nb₂O₅。我们首次证明，在用于锂离子存储的新型RS-Nb₂O₅（Li_xNb₂O₅，0≤x≤3）中，可以将三个锂插入Nb₂O₅中（每Nb约1.5个电子转移）。与非晶结构相比，RS结构具有更高的Li⁺扩散率和电导率。密度泛函理论（DFT）计算表明，在RS结构中，直接八面体八面体（o-o）跃迁是首选，4-Li和3-Li跃迁在统计上会形成Li₃Nb₂O₅中约47%的迁移路径，这形成了一个低势垒路径的渗滤网络，用于快速Li扩散。我们的工作证实了一个假设，即电化学诱导非晶纳米材料的结晶是获得具有独特性能的稀有金属氧化物结构的一种新的合成途径。

       嘉宾简介：   

      Hui（Claire）Xiong博士现为博伊西州立大学Micron材料科学与工程学院教授。她先后获得华东理工大学应用化学学士学位和固体化学硕士学位，并于2007年获得匹兹堡大学电分析化学博士学位。2008年至2012年，她在哈佛大学和阿贡国家实验室进行了博士后研究，涉及用于微型固体氧化物燃料电池的微细正极材料的电化学表征，以及用于锂离子和钠离子电池的新型纳米结构电极材料的开发。她于2012年加入博伊西州立大学。Hui（Claire）Xiong博士于2015年获得美国国家科学基金会职业奖，是英国皇家化学学会会士、美国陶瓷学会会士、Scialog研究员、高级能源研究中心研究员。Xiong博士的研究重点是设计和开发用于锂离子和钠离子电池及其他电池的纳米结构和缺陷驱动电极材料，离子辐射对电子陶瓷的影响，电解质降解的机理见解，以及能源材料的原位特性。

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