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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-Nb2O5的态密度带隙的影响，结果表明，掺杂Ni2+、Co2+、Ag+能改善H-Nb2O5电子结构，将其带隙由纯相H-Nb2O5的0.35 eV分别降低至0、0.13和0.17 eV。在此基础上，采用固相法分别制备了掺杂Ni2+、Co2+、Ag+的H-Nb2O5，对其结构及电化学储锂机理进行了研究。其中，Ni2+掺杂H-Nb2O5展现出最优的电化学性能，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3000次循环中每次容量损失率仅为 。锂离子迁移势垒计算结果表明，Ni2+掺杂H-Nb2O5的迁移势垒为0.674 eV，远低于纯相H-Nb2O5的0.847 eV。
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