在现场进行表面反应,以制备具有集成表面功能化的高性能丰富的基于的阴极材料

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:

• 富含的基于的阴极材料 (LLOs) 具有高能量密度,但具有低初始库伦比效率 (ICE),低速率能力和结构不稳定性.
• 现有的方法难以同时解决这些局限性,这阻碍了它们在高性能电池中的实际应用.

研究的目的:

• 为LLOs开发一个简单的表面功能化策略,以克服它们固有的缺点.
• 为了提高下一代离子电池的LLOs的电化学性能,特别是ICE和结构完整性.

主要方法:

• 一个两步制造过程,涉及液阶段NaBF4处理,然后在现场烧结.
• 密度函数理论 (DFT) 计算以阐明结构和电子修改的潜在机制.

主要成果:

• 治疗成功地将氧空缺 (O_V),旋转结构和Na,B和F的注引入了LLO结构.
• 增强电导率,抑制晶格氧活动,并由于强大的B-O结合防止过渡金属迁移而改善结构稳定性.
• 实现了90.29%的高ICE和优异的容量保留 (89.94%在1C的100个循环后),以及增加的操作电压.

结论:

• 开发的表面功能化方法有效地解决了LLOs的关键挑战,从而显著提高了电化学性能.
• 这种方法为设计高级离子电池的高能量密度阴极材料提供了一个有希望的策略.