在离子电池中,混合双层氧化物电极具有很大且可调节的层间距离
Xinle Zhang1, Ryan Andris1, Timofey Averianov1
1Department of Materials Science and Engineering, Drexel University, Philadelphia, PA 19104, USA.
Journal of colloid and interface science
|June 30, 2024
概括
在混合双层氧化物 (BVO) 中使用基离子调整层间距离会影响离子电池的性能. 扩大的间距阻碍了Li+离子运输,增加了材料溶解,降低了容量.
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:
- 层状电极材料对于电化学能量储存至关重要.
- 层间间距显著影响了电化学性能.
- 调整层间距离是优化电极材料的关键.
研究的目的:
- 研究基离子度对混合双层氧化物 (BVO) 层间距离的影响.
- 了解层间距离和离子电池中BVO的电化学性能之间的关系.
主要方法:
- 用不同度的二甲基三甲基 (DTA+) 和二甲基三甲基 (CTA+) 离子进行化学预间接合成.
- 水热处理以形成混合BVO.
- 在非水性离子电池中的电化学循环,以评估性能.
主要成果:
- 通过变化基离子度,BVO的层间距离从11.1 Å成功调整到35.6 Å.
- 酸离子度的增加导致了层间间距的扩大,结构性水的纳入,以及V-O双层的破坏.
- 由于受阻的Li+离子运输和活性物质溶解的增加,特定容量随着层间距离的增加而减少.
结论:
- 在分层电极材料中优化层间距要求在宽区域和结构/化学稳定性之间保持平衡.
- 过度的层间膨胀会对Li+离子间隔和循环稳定性产生负面影响.
- 本研究为用于储能应用的有机-无机混合材料的结构工程提供了指导方针.


