通过La/AlCodoping提高NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2阴极的循环和速度性能
Chengzuo Gong1, Gaoxu Han2, Jialin Lin1
1Powder Metallurgy Research Institute, State Key Laboratory of Powder Metallurgy, Central South University, Changsha, Hunan 410083, P. R. China.
ACS applied materials & interfaces
|September 13, 2024
概括
3+/3+编码增强了离子电池的O3型分层氧化物阴极. 这一策略通过稳定结构和促进离子扩散来提高容量,循环稳定性和速率性能.
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
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- O3型层氧化物是离子电池的有希望的阴极材料.
- 实际应用受到循环过程中的结构降解和相位过渡的阻碍.
研究的目的:
- 为了研究La3+/Al3+对O3-Na(Ni1/3Mn1/3Fe1/3) O2阴极性能的影响.
- 提高离子电池阴极的电化学性能和结构稳定性.
主要方法:
- 合成La3+/Al3+共O3-Na(Ni1/3Mn1/3Fe1/3) O2 (NFM-La/Al) 阴极材料的合成.
- 电化学测试 (容量,循环稳定性,速度性能).
- 使用X射线衍射 (XRD),X射线光电子光谱 (XPS) 和密度函数理论 (DFT) 计算的材料特性.
主要成果:
- 在0.2°C时,NFM-La/Al阴极显示容量从135.80升至170.42 mAhg-1的增加.
- 经过300个循环后,与未使用NFM阴极相比,容量保留有10%的改善.
- 实现了提高速率性能和Na+离子扩散效率.
结论:
- 拉3+/3+配合有效地提高了O3型氧化物阴极的结构稳定性和电化学性能.
- 拉兴奋剂扩大了c轴,增强了Na+扩散,而Al兴奋剂减轻了Jahn-Teller效应.
- 该战略显示了离子电池的实际应用潜力.
