空间选择性替代结构稳定层氧化物阴极的结构稳定
Hai-Yan Hu1,2,3,4, Minwen Yang5, Diancheng Chen5
1College of Chemistry and Materials Engineering, Wenzhou University, Wenzhou, 325035, P.R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|November 10, 2025
概括
这项研究改进了使用多元元素替代的离子电池阴极,以提高结构稳定性和耐用性. 这些新材料表现出卓越的性能,为先进的离子电池设计铺平了道路.
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:
- O3型层过渡金属氧化物对离子电池 (SIB) 是有前途的,但其结构不稳定.
- 循环过程中的多相过渡会导致降解,并限制实际应用.
研究的目的:
- 为了提高O3型层氧化物用于SIB的结构强度.
- 研究空间选择性多元元素替代对电化学性能的影响.
主要方法:
- 用Mg,Cu,Ti和B进行空间选择性的多元素替代.
- 半细胞和全细胞的电化学循环.
- 密度函数理论 (DFT) 分析.
主要成果:
- 优化的组成 (NaNi0.4Mg0.05Cu0.05Mn0.3Ti0.2B0.05O2) 稳定了O3 → P3相位过渡.
- 通过抑制界面降解和加强格子来增强结构稳定性.
- 在0.5°C的完整电池中经过300个循环后,达到85%的容量保留.
结论:
- 空间差异化的替代架构显著提高了结构稳定性.
- 强大的B─O共价性是P3框架定的关键.
- 该战略为设计先进的SIB阴极材料提供了基本的见解.


