通过氧气协调配置增强阳离子氧化还原稳定性
Haoxin Li1,2,3, Yining Li2,3, Xiaolin Zhao2,3
1School of Chemistry and Materials Science, Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, 1 Sub-lane Xiangshan, Hangzhou, 310024, China. jliu@mail.sic.ac.cn.
丰富的阴极中的阳离子氧化还原会增加能量密度,但会导致色. 优化离子协调,特别是四面体氧,增强稳定性和可逆性,以提高电池性能.
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:
- 丰富的正极材料中的阳离子氧化还原提供了一条通往更高电池能量密度的途径.
- 由阴离子氧化还原诱导的结构变化引起的容量色限制了实际应用.
研究的目的:
- 为了研究阴离子协调结构对离子氧化还原可逆性在丰富的阴极材料的影响.
- 确定抑制容量衰减和提高这些材料的稳定性的策略.
主要方法:
- 对螺旋状Li1.7Mn1.6O3.7F0.3和分层Li2MnO3模型系统的全面研究.
- 电子结构分析以了解氧离子的稳定性.
- 阴离子氧化还原稳定性与Li-O-TM结合角度的相关性.
主要成果:
- 四面体氧比八面体氧具有更高的动力和热力学稳定性,抑制了离子聚合.
- 在四面体氧气中更深的2p单对状态有助于其增强的稳定性.
- -O-TM键角被确定为阴离子氧化还原稳定性的关键参数.
结论:
- 阳离子氧化还原稳定性受到多面协调结构的显著影响.
- 通过过渡金属 (TM) 替代调整Li-O-TM结合角度,可以设计稳定,高能量密度的阴极材料.
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