机械化学坚固的液态COO₂具有超高容量和长期循环能力.

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:

• 间隔阴极由于脆弱的缺乏框架和晶格应变而面临容量衰减.
• 层状氧化物阴极特别容易受到过度取导致的结构性降解.
• 现有的策略,如兴奋剂和表面涂料,并没有完全解决这些问题.

研究的目的:

• 为LiCoO2 (LCO) 阴极制定一个机械化学强化策略.
• 为了使LCO阴极能够接近其理论容量限制,同时保持结构完整性.
• 提高高能量密度电池材料的循环和速率能力.

主要方法:

• 使用机械化学强化策略开发一个梯度无序结构.
• 使用多尺度X射线,电子衍射和成像技术进行全面的表征.
• 在苛刻的操作条件下,在实际Ah级袋式全电池中进行验证.

主要成果:

• 实现了93%的利用率,在LCO阴极中达到256mAhg-1容量.
• 证明了特殊的可循环和速度能力,超过了当前的性能基准.
• 梯度无序结构显著降低了异型晶格应变和增强了耐疲劳性.

结论:

• 梯度无序结构有效地阻碍了粒子裂的传播和不可逆转的相位过渡.
• 这种方法成功地减轻了缺乏框架中的机械故障.
• 这项研究为设计下一代高能量密度电池材料提供了有希望的方向.