揭示了形成电压对丰富多层氧化物阴极的影响
Kang Zhang1, Yichun Zheng2, Jianhua Yin1
1State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, Department of Chemistry, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen, 361005, P.R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|September 17, 2025
概括
富含的多层氧化物阴极中的高压形成通过激活阳离子和阴离子氧化还原作用来提高容量. 然而,这一过程会导致结构退化,导致循环过程中的容量衰减.
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:
- 富层氧化物 (LRLO) 阴极由于氧氧还原活性,提供高能量密度.
- 结构不稳定性和容量衰减限制了LRLO的性能,特别是在工业电压条件下 (2.5-4.5V).
- 建议高压形成以增加容量,但可能会恶化循环稳定性.
研究的目的:
- 研究高压形成对LRLO阴极结构和电化学性能的影响.
- 阐明由高压形成引起的容量增强和色背后的机制.
- 为优化LRLO阴极设计提供见解,以提高能量密度和循环寿命.
主要方法:
- 对LRLO阴极进行系统的电化学表征.
- 使用先进技术分析结构转变 (例如,在平面内和平面外的迁移研究).
- 结构变化与阳离子和阴离子氧化还原活性的相关性.
主要成果:
- 高压形成诱导+提取和过渡金属 (TM) 的空缺,促进机内TM迁移.
- 这种迁移转化了阴离子协调 (O4到O5),增强了阴离子和阴离子氧化还氧化,以增加容量.
- 然而,诱导的平面内TM迁移会加剧平面外的迁移,导致渐进的结构退化和容量衰减.
结论:
- 在LRLOs中的高压形成通过促进有益的结构变化和氧化还原活动来提高容量.
- 同样的过程通过TM迁移导致有害的结构退化,限制了循环寿命.
- 仔细控制形成协议至关重要,以平衡LRLO阴极的容量增强和长期稳定性.
