功能复合双相现场自重建设计,用于高能量密度丰富的阴极
Yun Ye1, Shuang Yuan1,2, Shuhao Zhang1
1School of Metallurgy, Northeastern University, Shenyang, 110819, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|January 3, 2024
概括
这项研究开发了一种用于丰富的多层氧化物 (LRO) 阴极的新型表面重建方法,显著改善容量保留和减少氧气释放,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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 富层氧化物 (LRO) 阴极具有高容量,但由于不可逆转的氧气释放而遭受电压/容量降解.
- 在LRO中,阳离子氧化还原机制负责高容量,但也导致表面不稳定.
研究的目的:
- 制定表面修改策略,以减轻氧气释放,并提高LRO阴极材料的电化学性能.
- 阐明现场表面重建的机制及其对LRO稳定性的影响.
主要方法:
- 在现场自我重建以创建集成的稳定碳岩盐/螺丝复合异构层 (C@spinel/MO).
- 微分电化学质谱法 (DEMS) 用于量化释放的氧气.
- 软X射线光谱分析过渡金属 (Co, Mn) 的氧化状态.
主要成果:
- 与原始的LRO相比,C@spinel/MO复合体在1C的100个周期后,在容量保留方面表现出63%的增加.
- 微分电化学质谱 (DEMS) 显示,表面释放的氧气减少了86.7%.
- 软X射线结果证实了Co3+和Mn4+的减少,它们参与了螺旋/MO岩盐阶段的形成.
结论:
- 在现场重建的表面层有效地抑制了LRO阴极释放的氧气.
- 表面和散装相之间的原子级连接提高了电化学性能和稳定性.
- 开发的表面修改策略显示了对推进高能量密度离子电池的重大前景.
