通过简单的阶段性高温烧结来制备具有优异电化学性能的单晶-丰富Mn基层氧化物
Liangyu Yan1, Yue Gao1, Manman Chen1
1State Centre for International Cooperation on Designer Low-Carbon and Environmental Materials, School of Materials Science and Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China.
ACS applied materials & interfaces
|October 22, 2024
概括
研究人员开发了一种简单的逐步烧结方法,以生产单晶丰富的基层氧化物用于离子电池. 这种方法提高了循环性能,并为工业规模的制造提供了潜力.
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:
- 富含的基于Mn的分层氧化物是离子电池的有希望的阴极材料,因为其容量大,电压宽,成本低.
- 单晶富Mn基层氧化物的大规模生产具有挑战性,阻碍了工业应用.
研究的目的:
- 研究制备单晶富Mn基层氧化物的方法.
- 为了评估这些材料的电化学性能.
- 开发一个可扩展和工业上可行的合成路线.
主要方法:
- 固态和盐流量合成方法的比较.
- 评估化 (KCl) 作为流动剂.
- 开发了一种简单的阶段性烧结工艺,使用水洗和回火.
主要成果:
- 化 (KCl) 能够形成单晶,但导致电化学性能较差.
- 盐流量方法的复杂性太大,无法在工业上扩展.
- 逐步烧结产生单晶Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2 (536nm) 具有274.9 mAh·g-1的容量,77.4%的初始库伦比效率,在0.1 C的100个周期后82.1%的保留率.
结论:
- 水洗和回火显著提高了循环性能.
- 简单的阶段性烧结为工业生产高性能单晶富Mn基层氧化物提供了可行的途径.
- 这项研究为先进的阴极材料的可扩展合成提供了理论指导.
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