可扩展精确的纳米薄膜涂层和梯度Al化使LiCoO2在4.7V的电池周期稳定
Jia Yao1,2, Yuyu Li1,2, Tiantian Xiong3
1State Key Laboratory of Precision Blasting, Jianghan University, 430056, Wuhan, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|May 13, 2024
概括
高压氧化 (LCO) 电池通过新的表面架构实现更高的能量密度. 这种修改提高了先进电子设备的稳定性和性能.
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
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 高压氧化物 (LCO) 对于需要高能量密度的智能电子产品至关重要.
- 在4.7V的运行LCO带来了诸如接口退化和结构不稳定等挑战.
- 现有的LCO材料在高电压下遇到性能限制.
研究的目的:
- 为高压LCO开发一种新的表面架构.
- 提高LCO材料的电化学稳定性和能量密度.
- 为了克服LCO中的接口退化和结构崩问题.
主要方法:
- 在LCO上制造一个超薄的LiAlO2涂层.
- 在LCO结构中实现 (Al) 的梯度化.
- 使用密度函数理论 (DFT) 计算来分析电子属性.
主要成果:
- 表面结构减轻了副作用,并改善了Li+迁移动力学.
- 梯度Al化抑制了晶格扭曲,在4.7V循环期间增强了稳定性.
- 修改后的LCO显示,与4.5V相比,4.7V的可逆容量 (230 mAh/g) 提高了28%.
- 在全袋电池中表现出更好的稳定性,在4.5V的1000个循环后保持82.33%的容量.
结论:
- 拟议的表面修改策略显著提高了在高电压下LCO性能.
- 这种方法为高能量密度LCO的实际应用提供了可行的途径.
- 这项研究为开发持久,高性能电极材料设定了新的标准.
