在电池阴极中改善电化学和热性能的多元酸盐中特定地点的过渡金属占用:一项综合实验和理论研究
Rana A Shakoor1, Heejin Kim, Woosuk Cho
1Department of Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Yuseong-gu, Daejeon 305-701, Republic of Korea.
Journal of the American Chemical Society
|June 23, 2012
概括
这项研究引入了一种用于先进的离子电池的新型多元件酸盐阴极材料. 该材料表现出增强的性能,包括增强的潜力和稳定性,使其适用于电动汽车和电网存储.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 高性能离子电池需要先进的阴极材料,用于电动汽车和电网存储等应用.
- 现有的阴极材料在操作潜力,动力学和稳定性方面面临局限性.
研究的目的:
- 为离子电池开发具有卓越性能的新型多元组件酸盐阴极材料 (Li(2) MP(2) O(7).
- 为了研究晶体结构,过渡金属位点占用和电化学性质之间的关系.
主要方法:
- 实验合成和多元组件酸盐材料的表征.
- 理论计算,包括第一原则模拟,以了解场地占用和电子结构.
- 电化学测试用于评估的插入/提取性能,细胞潜力和稳定性.
主要成果:
- 合成了一种固体溶液Li(2)Fe(1/3)Mn(1/3)Co(1/3)P(2)O(7),表现出单相插入/提取模式.
- 特定地点的过渡金属占用改善了细胞潜力和Mn氧化还原活性,减少了过量的潜力.
- 该材料表现出极好的稳定性,体积变化最小 (~0.7%),热稳定性强.
结论:
- 多元组件酸盐为高性能离子电池阴极提供了一个有前途的平台.
- 优选的位点占用和顺序的氧化还原反应是实现单相行为和改善电化学性能的关键.
- 这项工作为设计先进的多元组件电池材料提供了可概括的概念.
