尽量减少网格间应变,以通过秩序-混乱控制来稳定丰富的阴极
Shenyang Xu1, Zhihai Gao1, Hao Chen2
1School of Advanced Materials, Shenzhen Graduate School, Peking University, Shenzhen, 518055, China.
Advanced materials (Deerfield Beach, Fla.)
|May 21, 2025
概括
富层 (LMR) 阴极为可持续电池提供高能量密度. 秩序-混乱结构设计通过在循环过程中最大限度地减少应变来增强它们的电压和稳定性.
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:
- 富含的基于的分层 (LMR) 阴极对下一代离子电池 (LIB) 是有前途的,因为其成本低,能量密度高.
- 它们的商业化受到循环过程中异步结构演变的阻碍,导致晶格应变和快速容量衰减.
- LMR阴极中的异质复合结构加剧了这些问题,导致电化学稳定性差.
研究的目的:
- 设计和演示一个有序-无序连贯的-富含Mn的基于层次的阴极结构.
- 研究这种结构对电化学性能的影响,包括电压稳定性和循环寿命.
- 阐明秩序-混乱结构减轻格子应变和降解的机制.
主要方法:
- 一个有序-无序连贯的LMR阴极材料的合成.
- 电化学表征,包括循环测试和电压保留测量.
- 结构分析以将结构演变与电化学性能相关联.
主要成果:
- 与传统的分层氧化物对应物相比,设计的LMR阴极显示出更高的平均电压 (0.25V).
- 实现了微不足道的电压衰减 (在100个循环后保持97.6%) 和增强的循环稳定性 (在200个循环后保持98%的容量).
- 秩序-混乱结构促进了同步和均的结构进化,最大限度地减少了晶格应变并防止了退化.
结论:
- 顺序-失序连贯结构设计显著提高了丰富的Mn基层阴极的电化学稳定性.
- 这种结构控制策略有效地减少了格子应变,并防止了高电压下层的崩.
- 这些发现表明,一种可行的方法是优化丰富的正极材料,用于可持续的储能应用.


