用于离子电池的高价值表面修改的LMO阴极材料:扩散动力学和运行热稳定性调查
Mariam Baazizi1,2, Mehdi Karbak1,3, Mohamed Aqil1
1Department of Materials Science, Energy, and Nano-Engineering, Mohammed VI Polytechnic University, Ben Guerir 43150, Morocco.
ACS applied materials & interfaces
|August 18, 2023
概括
用氧化 (WO3) 修改氧化 (LMO) 的表面,提高了电池的性能. 0.5%WO3-LMO阴极显示了更安全的高压离子电池的容量保留和离子扩散的改进.
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:
- 氧化 (LiMn2O4,LMO) 是离子电池的具有成本效益的阴极材料.
- 由于LMO产能减弱,能量密度低,自动放电,限制了商业化.
- 表面修饰和兴奋剂是提高LMO性能的主要策略.
研究的目的:
- 使用高价值氧化 (WO3) 合成和评估表面修饰的LMO.
- 调查WO3表面修改对LMO电化学性能和热稳定性的影响.
- 探索WO3修饰的LMO在安全,高压离子电池中的潜力.
主要方法:
- 合成WO3修饰的LiMn2O4 (LMO) 具有不同的WO3含量.
- 静电充放电循环,以评估速率的能力.
- 循环电压测量用于确定离子扩散系数.
- 现场拉曼光谱和操作加速率热量计 (ARC) 用于机制和安全性分析.
主要成果:
- 0.5%WO3-LMO表现出优越的速度能力,在20C时保持51%的容量,而原始LMO的容量为34%.
- WO3修改改善了LMO中的离子扩散,系数为~10^-11cm^2·s^-1相比,原始LMO的系数为~10^-13cm^2·s^-1.
- 操作ARC证实了表面修改LMO的增强热稳定性.
结论:
- 用0.5%重量%的WO3进行表面修饰有效地提高了LiMn2O4.4的电化学性能和循环稳定性.
- 改进的离子扩散和热稳定性突显了WO3-LMO在先进的离子电池应用中的潜力.
- 这种方法为开发用于汽车应用的更安全,高性能LMO阴极提供了有前途的途径.
