高压和长寿命LiCoO2的单步表面对批量修改 阴极与度梯度架构
Yawen Yan1, Qiu Fang2,3, Xiaoxiao Kuai1
1State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, Department of Chemistry, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen, 361005, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|November 13, 2023
概括
研究人员开发了一种新的一步方法,用于稳定高能量密度离子电池的氧化阴极. 这种修改增强了稳定性,并在更高的电压下延长了电池寿命.
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:
- 在多层氧化物阴极中增加充电切断电压可以提高能量密度.
- 然而,较高的电压会导致体积和表面/接口不稳定.
研究的目的:
- 开发一种稳定,高能量密度的离子阴极材料.
- 为了克服高电压下分层氧化物阴极固有的不稳定性.
主要方法:
- 一步化,以创建同步的表面到散装修改LiCoO2.2.
- 在散装中加入Li3NbO4表面涂层和Nb-doping.
- 一个度梯度架构的开发.
主要成果:
- 在200个循环后,Nb-修改的LiCoO2在4.6V的稳定运行得到了90.9%的容量保留.
- 经过长寿命证明的袋式电池 (250Wh kg-1和4.7V级550Wh kg-1),在1600次和200次循环后保持超过87%的容量.
- 多功能结构改善了阴极/电解质接口质量,Li+扩散,并抑制了降解机制.
结论:
- 使用Nb5+的一步修改策略有效地创造了高能量密度和长寿命的离子阴极材料.
- 这种方法为先进的电池材料建立了一个新的技术范式.
- 开发的材料显示出下一代离子电池的巨大潜力.
