通过相位结构工程抑制半导体丰富氧化物阴极材料的降解
Jiantuo Gan1, Hao Fang1, Sheng Li1
1Institute of Science and Technology for New Energy, Xi'an Technological University, Xi'an 710021, P.R. China.
ACS applied materials & interfaces
|April 30, 2025
概括
富含的氧化物阴极显示高容量,但降解. 阶段结构工程通过修改过渡金属来改善先进的离子电池的循环稳定性和能量密度保留.
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:
- 富氧化物 (LROs) 为离子电池 (LIBs) 提供高放电容量 (>300 mAh·g-1),这是由于离子氧的氧化还原作用.
- 在LRO中不可逆转的氧氧还原会导致电压/容量降解和初始低库伦比效率,限制了它们的实际应用.
研究的目的:
- 为解决LROs中的循环降解问题.
- 通过相位结构工程来提高LRO阴极材料的电化学性能和稳定性.
主要方法:
- 通过修改过渡金属 (TM) 组成,对丰富的C2/m和R3̅m相进行相位结构工程 (PSE).
- 复合相LRO纳米晶体 (N20,N50,N60,N75,N80) 的制造,通过将各种NCM组合物 (NCM111,NCM262,NCM523,NCM622,Ni0.75Co0.25,NCM811) 与Li2MnO3结合在一起.
主要成果:
- 制造的复合相LRO表现出增加的中点电压 (∼3.8V) 和改善的循环稳定性.
- N75显示压缩的电压衰减 (88.07%的保留) 与低衰减率 (1.12 mV/周期).
- 在1C (2.0-4.8V) 的400个循环后,N75实现了63.68%的能量密度保留,这表明了增强的长期稳定性.
结论:
- 通过TM组合修改进行相位结构工程是提高LRO阴极性能的有效策略.
- 开发的复合相LRO为实现高能量密度和长寿命LIB提供了有前途的途径.
- 这项研究为设计用于下一代能源存储的先进LRO材料提供了宝贵的见解.
