提高分层氧化物阴极的结构可逆性,通过电子结构调节实现长期循环寿命
Guohua Zhang1, Yuheng Gao2, Yuxin Fan1
1Institute of New Energy for Vehicles, Shanghai Key Laboratory for R&D and Application of Metallic Functional Materials, School of Materials Science and Engineering, Tongji University, Shanghai, 201804, China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|October 10, 2024
概括
在分层氧化物阴极中,低价值/的共同替代提高了离子电池的性能. 这一策略提高了结构可逆性和电化学动力学,使长期循环稳定性和高速率能力用于实际应用.
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:
- 由于成本和资源的可用性,O3型分层氧化物阴极对离子电池具有前景.
- 商业化受到不可逆转的相位过渡和容量衰减的阻碍,这通常与Mn3+的Jahn-Teller效应有关.
- 在化/脱过程中缓慢的动力学也限制了性能.
研究的目的:
- 研究低价值/共同替代对O3型层氧化物阴极电子结构和电化学性能的影响.
- 为了解决离子电池的结构不稳定性和运动限制.
- 为了提高离子电池阴极的整体性能和周期寿命.
主要方法:
- 采用了系统的in situ/ex situ表征技术.
- 使用理论计算来理解电子结构的变化.
- 评估了电化学性能,包括循环稳定性和速度能力.
主要成果:
- /共同替代有效调节了Na0.96Ni0.22Fe0.2Mn0.5Li0.04Cu0.04O2 (NFMLC) 阴极的电子结构.
- 这一策略激活了Ni2+/3+和Fe3+/4+的氧化还原反应,同时抑制了Mn3+/4+的活性,从而提高了结构的可逆性.
- 该NFMLC电极表现出优异的长期循环稳定性 (在5°C下2000个循环后保持81.5%),并提高了速度性能.
结论:
- 低价值/联合替代是一种有效的策略,用于设计高性能O3型分层氧化物阴极.
- 这种方法减轻了Jahn-Teller效应,并改善了离子电池的电化学动力学.
- 这些发现为开发低成本,长寿命和高性能阴极用于实际的离子电池应用提供了宝贵的前景.


