華盛頓大學的曹國忠教授等人使用實驗室臺式XAFS研究了三種不同的類型導電聚合物(Vö-V₂O₅/PANI, Vö-V₂O₅/PEDOT和Vö-V₂O₅/PPy)包裹的V₂O₅納米纖維在聚合過程中在界面處生成ö的情況（圖3 a-f）。這些表面的Vö會形成個局部的電場，促進Vö-V₂O₅/PPy納米微粒的電荷轉(zhuǎn)移動力學，且伴生的V⁴⁺和V³⁺還可以催化氧化還原反應，顯著地提高超電容器的整體性能。通過對三種不同CP涂層的異同進行了比較和討論發(fā)現(xiàn)，Vö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)有機結(jié)合起來，全面的闡述了Vö在表面層和體中的存在及其對電化學的影響，這種改善的電材料的電荷轉(zhuǎn)移動力學有望用于下代儲能系統(tǒng)中。

圖1. (a-c) 使用臺式XAFS譜儀得到的Vö-V₂O₅/PANI, Vö-V₂O₅/PEDOT和Vö-V₂O₅/PPy中V元素的XANES譜圖對比；（d）Vö-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Vö-V₂O₅/PEDOT計算的得到的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用相關(guān)的時間分辨技術(shù)下進行原位分析的技術(shù)，可以用來評估些模型系統(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，如帶有多價電荷載體的電池或負離子氧化還原機制，在這些模型中電荷轉(zhuǎn)移位點通常是不明確的。作為未來的發(fā)展方向, 基于實驗室的XAFS研究模式可以作為電池退化機制研究的個有用研究模型（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。

參考文獻：

[1] Tailoring Energy and Power Density through Controlling 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.

• 臺式X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜儀

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