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在本综述中,作者首先归纳讨论了氧缺陷对于金属氧化物的直接作用,主要分为:(1)提高材料的本征导电性;(2)降低反应能从而充分的利用材料本身性能;(3)引入内建电场从而增加离子传输速率;(4)引起相变或阻止相变以稳定反应过程;(5)作为保护涂层减少副反应。
其次,本文讨论了氧缺陷与其他手段的协同作用:(1)与碳材料复合;(2)金属或非金属元素掺杂;(3)材料无定形化;(4)材料结构相变;(5)材料纳米结构化;(6)引入功能性涂层。
另外,氧缺陷金属氧化物的合成路径(包括但不限于无氧环境下的热处理,使用还原剂,等离子体处理)与表征手段(包括但不限于X射线光电子能谱,电子自旋共振,正电子湮灭寿命谱)也被囊括在内。
该综述从多方位立体的角度归纳总结了近年来各种可充放离子电池研究中的氧缺陷金属氧化物,相信在未来,随着材料制备和表征技术的提升以及对可充放离子电池更深入的理解,氧缺陷更丰富的作用、更高效的使用手段以及更多的应用领域也会进入我们视野。
详见:Wei, R., Lu, Y. & Xu, Y. The role of oxygen vacancies in metal oxides for rechargeable ion batteries. Sci. China Chem. (2021). https://doi.org/10.1007/s11426-021-1103-6. 本文将收录在"2021 Emerging Investigator Issue"中,敬请关注。
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