在层结构的氧化物阴极中固定Co-Mo的协同效应,以提高对离子电池的稳定性
Wenzhe Han1, Xuan-Wen Gao1, Yingying Song1,2
1Institute for Energy Electrochemistry and Urban Mines Metallurgy, School of Metallurgy, Northeastern University, Shenyang, Liaoning, 110819, China.
用于离子电池的基阴极材料通过引入和来改进. 这一策略通过优化结构和离子扩散来提高稳定性和电化学性能.
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:
- 基于的分层氧化物是离子电池的有希望的阴极材料,因为它们的成本效益和高能量密度.
- 挑战包括因Jahn-Teller扭曲引起的相位过渡和K+ (离子) 重新嵌入问题,阻碍长期稳定.
- 优化局部电子结构对于提高性能至关重要.
研究的目的:
- 为了提高P3-K0.45MnO2阴极材料的电化学性能和循环稳定性.
- 为了减轻Jahn-Teller扭曲和改善离子扩散通路.
- 为了研究将[Mn-Co-Mo]O6八面体引入P3-K0.45MnO2结构的效果.
主要方法:
- 一种修改的多层氧化物阴极材料的合成:P3-K0.45Mn0.9Co0.05Mo0.05O2.
- 对材料结构和电化学性能进行实验性表征.
- 计算建模以了解扭曲和离子扩散的机制.
主要成果:
- 引入会诱导伪约翰-泰勒扭曲,压缩相邻的[MnO6]八面体并增加层间间距.
- 合并平衡了Mn3+/Mn4+状态,而优化了K+扩散路径.
- 修改后的阴极表现出增强的循环稳定性 (在2000个循环后保持59.6%) 和速率能力 (80.2 mAh g-1在100 mA g-1).
结论:
- Co-Mo 兴奋剂有效地解决了 Jahn-Teller 扭曲,并改善了离子电池的性能.
- 材料P3-K0.45Mn0.9Co0.05Mo0.05O2显示出作为稳定和高性能阴极的巨大潜力.
- 这项工作为开发用于离子电池的先进基阴极提供了可行的策略.
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