通过LiCoMn₅超结构设计,在丰富的层氧化物中实现增强的可逆阴离子还氧化活性

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:

• 富含的分层氧化物 (LRLOs) 对于高能量密度的基电池至关重要,原因是有氧和氧离子氧氧化还原反应 (ARR).
• 在不牺牲LRLOs的可逆性的情况下实现高ARR活动仍然是电池开发的重大挑战.

研究的目的:

• 设计和研究具有定制Ni-Co-Mn组合的LRLO阴极材料.
• 为了协同增强氧离子氧化还原反应 (ARR) 活性和电化学可逆性.
• 了解含量对LRLOsARR和循环稳定性的影响.

主要方法:

• 一系列具有不同Ni-Co-Mn比率的LRLO样本的合成.
• 电化学表征,包括容量测量和循环稳定性测试.
• 结构分析以将组成与ARR活动和可逆性相关联.

主要成果:

• 在Li$_{1.2}$Mn$_{0.6}$Ni$_{0.2}$O$_{2}$中缺少,抑制了ARR活动和循环稳定性.
• 在Li$_{1.2}$Ni$_{0.13}$Mn$_{0.54}$Co$_{0.13}$O$_{2}$中过量的激活了ARR,但导致了氧气不稳定性和不良可逆性.
• 在Li$_{1.2}${(Mn$_{0.65}$Ni$_{0.25}$Co$_{0.1}$) $_{0.8}$O$_{2}$中优化的含量 (LRLO-Co10) 实现了高度可逆的ARR,在0.1C时达到>300 mAh g$^{-1}$,并在1C时经过300个周期后保持95.7%的容量.

结论:

• 适度的合在LiMn$_{6}$超结构中是解锁LRLOs中可逆ARR的关键.
• 在LRLO-Co10中的Li$_{3}$-O-LiCoMn协调有助于增强ARR活动和稳定性.
• 对LRLOs的组合优化为开发高容量基电池阴极提供了一个有前途的策略.