合成参数对Li2MnO2F的短程结构和电化学性能的影响
Quentin Deville1, Romain Wernert1,2,3, Valérie Dillay3
1Université de Bordeaux, CNRS, Bordeaux INP, ICMCB, UMR 5026, Pessac F-33600, France.
Inorganic chemistry
|March 8, 2024
概括
化无序岩盐结构 (DRS) 材料对离子电池具有前景. 这项研究优化了它们的合成,产生了具有类似电化学性能的高容量电极,无论前体如何.
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
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 乱岩盐结构 (DRS) 材料被研究为离子电池的先进正电极.
- 与氧化物对应物相比,化DRS材料提供了增强的稳定性.
- 机械合成是纳入和维持对电池性能至关重要的混乱结构的关键.
研究的目的:
- 用不同的前体集来监测Li2MnO2F合成期间的结构演变.
- 确定最佳的合成条件,以实现所需的材料特性.
- 评估合成材料的电化学性能,作为潜在的NMC后阴极候选物.
主要方法:
- 从Mn2O3/Li2O/LiF和LiMnO2/LiF前体通过机械合成合成Li2MnO2F.
- 使用7Li和19F魔力角度旋转核磁共振 (MAS NMR) 谱学监测合成进展.
- 使用X射线衍射 (XRD),扫描电子显微镜 (SEM),扩展X射线吸收细结构 (EXAFS) 和X射线吸收近边缘结构 (XANES) 在不同尺度上进行结构性表征.
主要成果:
- 对于这两种合成路线,确定了最佳的磨时间.
- 从这两组前体中合成的材料表现出相似的形态,中短距离顺序和平均氧化状态.
- 这两种化合物在第一次充电到4.8V时都表现出高的特异电容 (319 mAh·g−1来自LiMnO2,304 mAh·g−1来自Mn2O3) 与Li+/Li相比.
结论:
- 通过优化磨时间,可以有效控制Li2MnO2F的合成.
- 选择前体 (Mn2O3/Li2O/LiF与LiMnO2/LiF) 并不会显著影响最终材料的结构或电化学性能.
- 这些化DRS材料显示出作为下一代离子电池的高容量正电极的巨大潜力.
