一种基于对层氧化物阴极的余转换的通用界面重建策略:惊人的空气稳定性,可逆的阴离子还氧化和实用的全细胞
Ling-Yi Kong1,2, Jia-Yang Li2,3, Han-Xiao Liu1,2
1College of Chemistry and Materials Engineering, Wenzhou University, Wenzhou 325035, PR China.
Journal of the American Chemical Society
|November 16, 2024
概括
这项研究引入了一种新的策略,通过将剩余转化为稳定的道阶段来改进基于的层状氧化物阴极. 这提高了新一代电池的空气稳定性和电化学性能.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 能量储存
背景情况:
- 基于的分层氧化物为电池阴极提供了高容量和低成本.
- 由于空气稳定性差,相位过渡和动力学缓慢,实际应用受到阻碍.
研究的目的:
- 开发基于的分层氧化物阴极的通用界面重建策略.
- 同时解决空气稳定性,相位转换和动力学的问题.
主要方法:
- 使用一种将剩余转化为道相Na0.44MnO2 (NMO) 的策略.
- 使用O3NaNi0.4Fe0.2Mn0.4O2@2mol%Na0.44MnO2 (NaNFM@NMO) 作为一个原型.
- 使用软X射线吸收频谱和现场X射线吸收频谱验证了离子氧化还原行为和电荷补偿.
- 通过接触角度,老化测试和现场X射线衍射来评估空气稳定性和结构可逆性.
主要成果:
- 优化的NaNFM@NMO阴极的容量和能量密度相当于离子电池.
- 由于道结构的内在稳定性, 实现了极好的空气稳定性和高度可逆的结构演变.
- 在硬碳阳极的全电池中表现出卓越的电化学性能.
- 该策略对于P2型阴极有效,表明其广泛适用性.
结论:
- 接口重建策略显著提高了基于Mn的分层氧化物阴极的空气稳定性和电化学性能.
- 道相转换为优化储能应用中的电极材料提供了一个有前途的方法.
- 这种方法的普遍性和工业化生产先进的电池材料的潜力.
