来源：期刊VIP网 时间：
作者：刘航辰;陈海停;刘若涵;赵鹏博;赵志朋;刘俊琪;胡浩;
单位：河南科技大学,材料科学与工程学院;河南科技大学,有色金属材料与先进加工技术省部共建协同创新中心;河南科技大学,河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室;
摘要：铌基氧化物负极材料因具有优异的锂离子扩散速率而备受关注，但铌基氧化物导电性较差，严重限制了其大规模应用。本研究运用第一性原理计算方法，采用VASP软件包结合Hubbard修正的广义梯度近似（GGA+U）计算了不同阳离子掺杂对H-Nb_2O_5的态密度带隙的影响，结果表明，掺杂Ni~(2+)、Co~(2+)、Ag~+能改善H-Nb_2O_5电子结构，将其带隙由纯相H-Nb_2O_5的0.35 eV分别降低至0、0.1、0.17 eV。在此基础上，采用固相法分别制备了掺杂Ni~(2+)、Co~(2+)、Ag~+的H-Nb_2O_5，并对其结构及电化学储锂机理进行了研究。其中，Ni~(2+)掺杂H-Nb_2O_5展现出较优的电化学性能，在2.5 C条件下放电比容量达203 mAh/g；在50 C条件下容量仍保持在89 mAh/g;25 C条件下3 000次循环中每次容量损失率仅为0.002 1%。锂离子迁移势垒计算结果表明，Ni~(2+)掺杂H-Nb_2O_5的迁移势垒为0.674 eV，远低于纯相H-Nb_2O_5的0.847 eV。
关键词：锂离子电池;;阳离子掺杂;;氧化铌;;第一性原理;;负极材料
基金资助：国家自然科学基金资助项目（52002119）;; 河南省博士后科研项目（HN2022040和HN2022048）;; 河南科技大学博士启动基金资助项目（13480095,13480096）
