双重修改P3型分层阴极以实现离子电池的高容量和长周期性
Guojie Chen1, Haocheng Ji1, Hui Fang1
1School of Advanced Materials, Shenzhen Graduate School, Peking University, Shenzhen 518055, China.
ACS applied materials & interfaces
|July 10, 2023
概括
双重修改P3型离子电池阴极可以提高性能. 这一战略通过控制形态和合铜来提高容量和循环性,解决商业化的关键挑战.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 离子电池 (SIB) 是离子电池的经济高效替代品.
- P3型Na0.67Ni0.33Mn0.67O2阴极具有高容量,但在循环性和结构稳定性方面面临挑战.
- 产能衰退和结构恶化限制了SIBs的商业化.
研究的目的:
- 为了提高P3型Na0.67Ni0.33Mn0.67O2阴极的电化学性能.
- 为了解决SIB阴极材料的容量衰减和结构不稳定问题.
- 为了提高SIB实际应用的高容量和长周期性.
主要方法:
- 采用了一种涉及形态控制和元素兴奋剂的双重修饰策略.
- P3型Na0.67Ni0.33Mn0.67O2阴极被修改为Na0.67Ni0.26Cu0.07Mn0.67O2,具有空洞的多孔微电路结构.
- 铜兴奋剂在Ni网站上被引入.
主要成果:
- 经过修改的阴极在150 mA g-1下实现了167.5 mAh g-1的可逆容量.
- 在300个循环后,在750 mA g-1下维持了超过95 mAh g-1的容量.
- 空洞的多孔微型物质结构缩短了Na+扩散路径,释放了应力,改善了速度性能和循环能力.
结论:
- 铜兴奋剂降低了Na+扩散能量屏障,并减轻了不利的相位过渡.
- 双重修改策略显著提高了P3型阴极的电化学性能.
- 这种方法为开发高性能离子电池提供了一个有希望的途径.


