化氧化物作为由贝叶斯优化指导的离子电池的高容量阴极
Jie Feng1,2, Dapeng Liu1,2, Jin Sun1,2
1Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University, Hangzhou, 311115, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|January 9, 2025
概括
兰 (La3+) 兴奋剂通过稳定结构和提高容量来增强离子电池阴极. 这一策略提高了分层过渡金属氧化物性能,为先进的能源存储提供了有前途的途径.
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
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 离子电池中的多层过渡金属氧化物由于循环过程中的层间滑动和晶格变化而遭受结构性降解和容量衰减.
- 开发稳定和高性能阴极材料对于推进离子电池技术至关重要.
研究的目的:
- 使用La3+兴奋剂策略合成用于离子电池的高性能阴极材料.
- 调查杂材料的结构和电化学特性,并了解其增强性能背后的机制.
主要方法:
- 贝叶斯优化引导O3-NaNi0.39Mn0.50Cu0.06La0.05O2 (NMCL) 阴极材料的合成.
- 密度函数理论 (DFT) 计算以阐明电子结构和反应机制.
- 电化学测试用于评估特定容量,电压范围和循环稳定性.
主要成果:
- 在Na+ (de) 间隔过程中,NMCL表现出显著的负格子扩张,体积变化最小 (1.8%和3.1%).
- DFT计算显示,La3+兴奋剂促进了Na-O-La键的形成,并增强了氧氧还氧化动力学.
- 该NMCL阴极在广泛的电压范围 (2.04.5V) 上提供243.3 mAh的高特异性容量.
结论:
- La3+ 兴奋剂有效地抑制了结构损伤,并改善了分层氧化物阴极的电化学性能.
- 增强的性能归因于结构稳定和促进氧氧还原活性.
- 开发的NMCL材料显示出对高能离子电池的巨大潜力.
