通过多元元素表面兴奋剂来促进高压LiCoO2的表面稳定性的协同作用:一项第一原则研究
Hongbin Lin1, Xiumei Kang1, Guigui Xu1,2
1Fujian Provincial Key Laboratory of Quantum Manipulation and New Energy Materials, College of Physics and Energy, Fujian Normal University, Fuzhou 350117, China. xuguigui082@126.com.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|January 17, 2024
概括
高压氧化 (LiCoO2) 电池面临稳定性问题. Ti-Mg-Al联合剂通过防止氧气损失和改善导电性来增强表面稳定性,提高性能.
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
- 计算化学的计算化学
背景情况:
- 高压氧化 (LiCoO2) 对于增加离子电池能量密度至关重要.
- 结构和接口降解以及安全问题限制了高压LiCoO2.2的使用.
- 表面稳定性是深度解化LiCoO2.2的关键挑战.
研究的目的:
- 研究一种协同策略,以提高LiCoO2在高电压下的表面稳定性.
- 为了研究Ti-Mg-Al联合兴奋剂对LiCoO2 (104) 表面的影响.
- 分析协同兴奋剂对表面稳定性,电子结构和Li+扩散的影响.
主要方法:
- 使用第一原则计算来研究LiCoO2 (104) 表面.
- 对Ti,Mg和Al dopant对表面特性影响的系统研究.
- 分析电子结构和Li+扩散动力学.
主要成果:
- Ti,Mg 和 Al 剂成功地被引入到 LiCoO2 (104) 表面的 Co 位点.
- 联合兴奋剂显著稳定了高度脱化状态中的表面氧.
- 在表面层中聚合Ti-Mg-Al兴奋剂大大抑制了表面的氧气损失.
- 联合兴奋剂增强了电子导电性,并抑制了表面氧原子的电荷缺陷.
- 观察到表面Li+扩散动力学的微不足道改善.
结论:
- Ti-Mg-Al联合剂是一种有前途的策略,可以提高高压LiCoO2.2的表面稳定性.
- 聚合在表面层中的剂分布是抑制氧气损失的关键.
- 表面修饰的LiCoO2预计会在高电压下表现出更好的电化学性能.
- 这种方法为克服离子电池实际能量密度的限制提供了一条途径.


