精确合成4.75V耐受性LiCoO2与同质脱和降低内部应变
Min Zhang1,2, Weiyuan Huang3, Jiayi Tang1
1College of Engineering and Applied Sciences, Jiangsu Key Laboratory of Artificial Functional Materials, National Laboratory of Solid State Microstructures, Collaborative Innovation Centre of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing 210093, P. R. China.
Journal of the American Chemical Society
|January 3, 2025
概括
研究人员开发了一种新的平面多边形像氧化物 (LiCoO2) 粒子. 这种形态增强了结构稳定性和电化学性能,为先进的电子产品提供了更高的能量密度.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 固态化学
背景情况:
- 3C电子设备的进步需要更高的氧化物 (LiCoO2) 阴极的能量密度.
- 升高的电荷切断电压 (≥4.5V) 对LiCoO2造成结构降解和电化学衰变,由于晶格应变和异质离子反应.
- 现有的LiCoO2材料在不损害稳定性的情况下实现更高的能量密度存在局限性.
研究的目的:
- 开发一种新的LiCoO2形态形成策略,以提高其在超高电压下的电化学性能.
- 研究粒子形态对离子 (Li+) 间隙/脱间隙均性和结构稳定性的影响.
- 为了减轻容量恶化和提高高能量密度应用的LiCoO2阴极的耐用性.
主要方法:
- 使用盐合成制造平坦的多边形像LiCoO2 (P-LCO) 粒子.
- 在高电荷切断电压下分析了P-LCO的结构和电化学特性.
- 检查了 Li+ 提取/插入反应的同质性和 (解) 石化过程中的晶格体积变化.
主要成果:
- P-LCO粒子在c轴上表现出正则的对称排列,促进同质的Li+反应.
- P-LCO证明了对有害的O1相的抑制转化和减少格子体积变化.
- 独特的形态有效地减轻了局部应力积累,不合适的位移和粒子裂,保持了机械完整性.
- 在4.75V的超高电压下,P-LCO实现了稳定的循环,超过了当前的电压限制.
结论:
- 平的多边形状形态是实现 LiCoO2 散体反应均性和降低内部应变的通用策略.
- 这种合理的设计方法有效地解决了因不均的化和内部压力而导致的容量衰减.
- 开发的P-LCO阴极在超高电压下提供了特殊的长期循环稳定性,为下一代高能量密度电池铺平了道路.
