通过雕塑方法对高压LiNi0.5Mn1.5O4阴极进行表面重建,以提高稳定性
Jintao Li1,2, Zhenhao Luo1,2, Jing Wang1
1Hebei Key Laboratory of Applied Chemistry, School of Environmental and Chemistry Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China.
ACS applied materials & interfaces
|August 29, 2024
概括
这项研究引入了一种新的表面重建方法,用于高压,,氧化物 (LNMO) 阴极,显著提高其稳定性和容量保留在先进电池应用的长期循环期间.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 高压LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) 阴极由于溶解和高工作电压而表现出容量退化.
- 现有的方法,如离子兴奋剂和被动化涂层,对于大规模LNMO生产来说是复杂的.
- 表面和接口的挑战限制了LNMO阴极的性能和周期寿命.
研究的目的:
- 开发一种具有成本效益和可扩展的方法,用于LNMO阴极的表面重建.
- 通过解决表面退化问题,提高LNMO的周期稳定性和容量保留.
- 改进LNMO阴极和电解质之间的接口,以提高电化学性能.
主要方法:
- 选择性表面重建使用HNO3/H2O2浸和中温 (700 °C) 烧结的协同方法.
- 优化反应剂比率以平衡容量和循环稳定性.
- 表面价值组合,相位比和氧气空位的表征.
主要成果:
- 优化的表面Mn价值组合减轻了Jahn-Teller扭曲.
- 实现了有序/无序相的平衡比率和受控的氧气空位度.
- 证明了高可逆容量 (116.5mAhg-1在0.5°C,在200次循环后91.30%的保留) 和出色的稳定性 (110mAhg-1在2°C,在500次循环后86.85%的保留).
结论:
- 拟议的区域表面重建方法有效地改善了LNMO阴极的接口行为.
- 利用氧化和酸性侵蚀的平衡方法为增强基于氧化物的正极材料提供了一条途径.
- 该战略为先进的LNMO阴极开发提供了一个低成本,可大规模生产和高度一致的解决方案.
