基肯德尔效应诱导的均应力分布稳定了富含的分层氧化物阴极
Ziyao Gao1,2, Chenglong Zhao3, Kai Zhou1,2
1Institute of Materials Research, Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University, Shenzhen, 518055, China.
Nature communications
|February 19, 2024
概括
研究人员开发了一种新的方法,使用Kirkendall效应来防止富含的多层氧化物阴极的机械故障. 这一战略提高了先进电池应用的结构稳定性和能量密度.
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
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 富含的分层氧化物阴极提供高能量密度,但在循环过程中遭受机械降解.
- 现有的减轻结构故障的方法无法有效控制应力分布或防止裂纹.
研究的目的:
- 制定一种策略,使富含的阴极的二次粒子中的应力分布均化.
- 为了提高这些正极材料的结构和电化学稳定性.
主要方法:
- 使用奇特的金属/金属氧化物 (例如,Al2O3,SiO2) 作为异质核化种子.
- 在化过程中采用Kirkendall效应,以创建一个富含多潘特的内部与中央空隙.
- 研究均应力分布对电化学循环的影响.
主要成果:
- 开发的阴极材料显示出优越的结构和电化学可逆性.
- 在500个循环后达到660Wh kg-1的高特异能密度,保持率为86%.
- 基肯德尔空洞形成有效地稳定了核心区域在 (de) 石化.
结论:
- 通过Kirkendall效应统一应力分布是一种有前途的方法,用于解决富含的多层氧化物阴极中的结构不稳定性.
- 这种方法显著提高了下一代电池的循环性能和能量密度.
