盐辅助策略使得高速的微粒大小单晶丰富的,基于Mn的分层氧化物阴极材料成为可能

科学领域:

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背景情况:

• 丰富的基层氧化物 (LMLOs) 是下一代离子电池 (LIB) 的高容量阴极材料.
• 多晶LMLOs由于异型晶格应力和裂纹传播而遭受不良的循环稳定性和动力学.

研究的目的:

• 为LIBs开发稳定和高性能无LMLO阴极.
• 通过合成单晶结构来提高LMLOs的循环稳定性和动力学.

主要方法:

• 使用盐 (LiNO3和H3BO3) 辅助烧结,合成B化微米大小的单晶无LMLOs.
• 使用低点盐作为液相介质来增强原子质量转移和晶体生长.

主要成果:

• 融盐促进了高效的原子转移,核和生长,导致单晶LMLOs.
• 单晶LMLO阴极通过抵抗异性压力和减少副作用反应,证明了更好的高压稳定性和动力学.
• 在1°C时达到210.8mAhg-1的可逆特定容量,低压衰变率为1.95mV/周期.
• 经过200次10C (161.1 mAh g-1) 循环后,证明容量保留率为81.06%.

结论:

• 通过盐辅助烧结合成的B-doped单晶LMLOs与多晶对应物相比,提供更高的循环稳定性和动力学.
• 单晶结构有效抑制异构应力和接口侧反应,这对于高压LIB应用至关重要.
• 这一战略为开发用于高性能离子电池的先进阴极材料提供了可行的途径.