表面结构调节对Li1.20Mn0.533Ni0.133Co0.133O2阴极的离子氧化还原激活,具有高初始库伦比效率
Xianggang Gao1, Shuai Zhang1, Juanlang Guo1
1School of Metallurgy and Environment, Hunan Province Key Laboratory of Nonferrous Value-Added Metallurgy, Engineering Research Center of the Ministry of Education for Advanced Battery Materials, Central South University, Changsha, Hunan 410083, PR China.
Journal of colloid and interface science
|March 1, 2024
概括
使用酸盐的丰富层氧化物 (LLOs) 的表面修饰提高了它们的性能. 这一策略提高了高能量密度离子电池的初始库伦比效率和电化学稳定性.
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 (LLOs) 为下一代离子电池提供高容量和能量密度,这是由于离子氧化还原化学.
- 挑战包括低初始库伦比克效率 (ICE),容量衰减和因界面副作用反应和缓慢的Li + 动力学引起的低速率性能.
- 有效的表面修改对于释放LLOs在实际应用中的全部潜力至关重要.
研究的目的:
- 开发一种表面结构调节策略,以激活LLOs中的阳离子氧化还原化学.
- 提高LLOs的初始coulombic效率,容量保留和速率能力.
- 为设计高能量密度电池的先进LLO阴极材料提供参考.
主要方法:
- tungstate处理被用作LLOs的表面修饰剂.
- 使用特征化技术来确认LLO表面上形成了一层双层涂层 (类似螺纹的LiMn2O4和Li2WO4).
- 评估了电化学性能,包括初始库伦比效率,可逆容量和速率能力.
主要成果:
- 在LLO表面上成功地构建了类似螺旋体LiMn2O4和Li2WO4的双层涂层.
- 修改后的LLOs显示了增强的Li+扩散通道和减少的Li+扩散界面障碍,从而提高了动力学.
- 最初的库伦比效率从74.71%增加到107.42%,高可逆容量为0.1°C时279.5 mAh/g,在5°C时147.2 mAh/g.
结论:
- 通过 tungstate处理进行表面结构调节,有效地激活阳离子氧化还原化学并改善LLO性能.
- 双层涂层增强了Li+动力学和表面结构稳定性,减轻了界面侧反应.
- 这项研究在为先进的离子电池开发高能量密度LLO阴极方面取得了重大进展.


