在离子电池中酸阴极的异常激活:一项综合实验和理论研究
Chan Sun Park1, Heejin Kim, Rana A Shakoor
1Graduate School of EEWS (WCU), Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), Yuseong-gu, Daejeon 305-701, Republic of Korea.
Journal of the American Chemical Society
|January 29, 2013
概括
离子电池 (SIB) 使用丰富的材料进行大规模的能量存储. 一种新的以Mn为基础的酸盐,Na2MnP2O7显示出显著的电化学活性和作为阴极材料的稳定性.
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
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 离子电池 (SIBs) 由于资源丰富,为储能提供了具有成本效益的替代方案.
- 开发高性能阴极材料对于推进SIB技术至关重要.
- 基于的材料往往面临着缓慢的动力学挑战,限制了它们的应用.
研究的目的:
- 引入Na(2)MnP(2)O(7),一种基于Mn的酸盐,作为SIBs的新型阴极材料.
- 研究Na(2)MnP(2)O(7) 的电化学特性和性能.
- 通过第一原则计算,阐明其增强动学的起源.
主要方法:
- 在室温下进行电化学测试 (循环,速率能力).
- 分析晶体结构和原子重新排列的第一原则计算.
- 与对应物Li(2)MnP(2)O(7) 的比较.
主要成果:
- Na(2) MnP(2) O(7) 在~3.8V与Na/Na(+) 显示出良好的电化学活性,可逆容量为90 mAh g(-1).
- 观察到卓越的循环稳定性 (在30个循环后96%的保留率) 和速度性能 (70%的保留率从0.05C到1C).
- 第一原则的计算显示,角落共享结构有助于灵活适应Jahn-Teller扭曲,增强动力学.
结论:
- Na(2)MnP(2)O(7) 是SIB的有前途的阴极材料,在室温下表现出优越的电化学性能.
- 增强的动力学归因于晶体结构适应扭曲的能力,与对应物不同.
- 分析原子重排的计算策略可以指导新SIB阴极材料的发现.


