调整Li₂MnO₃-Like域大小和表面结构使高稳定性丰富的多层氧化物阴极成为可能

科学领域:

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背景情况:

• 在丰富的层状氧化物中,严重的容量/电压色阻碍了商业化.
• 这种色与Li₂MnO₃类域聚合和不稳定的表面结构有关.

研究的目的:

• 为了增强没有的高层氧化物的稳定性和电化学性能.
• 为了研究在化过程中降低氧的部分压力对材料结构和性能的影响.

主要方法:

• 在受控的低氧部分压力 (0.1%) 下合成Li_1.2Ni_0.2Mn_0.6O₂ (LNMO).
• 实验性表征 (例如,XRD,SEM,TEM) 和密度函数理论 (DFT) 的计算.
• 电化学测试,包括循环性能和电压稳定性.

主要成果:

• 实现了均分散的Li₂MnO₃类域和一个保护性的岩盐结构外.
• 抑制了晶格氧过氧化,氧释放,过渡金属溶解和界面侧面反应.
• LNMO-0.1表现出高可逆容量 (276.5 mAh g-1 在0.1 C),优异的循环稳定性 (85.4%在300个循环后保持) 和低电压色 (0.76 mV循环-1).

结论:

• 在化过程中降低氧的部分压力对于稳定丰富的阴极材料至关重要.
• 均分散的域和岩盐外显著提高了电化学性能和结构完整性.
• 通过将合成条件与材料结构和性能相关联,为设计高性能丰富阴极提供了洞察力.