2024-04-29 10:02:08
阳离子排布调控的氧原子氧化还原助力高性能福利锰基正极材料
富锂锰基正极材料由于具有超过400Wh/kg的能量密度因而有助于构建新一代高比能锂离子电池。然而,由于缺乏对于富锂锰基正极材料中氧原子参与的氧化还原化学的深入了解,该材料的电压衰减成为一个难以解决的问题。在本文中,南开大学陈军团队发现通过调控材料中的阳离子排布可以对氧参与的氧化还原过程进行控制。他们发现具有Li/Ni无序和Li空位的材料能够抑制O-O二聚体的形成。O-O二聚体具有很高的反应活性能够加速晶格氧的析出和NiO/尖晶石相的形成。无二聚体O-O生成的材料在抑制氧的过氧化和过渡金属离子溶解等方面都表现出优异的性能。因此,优化后的富锂锰基正极材料在0.1C的电流密度下能够释放出280mAh/g的容量,在1C下循环150周后的平均放电电压高达3.58V且电压衰降只有1.6%。该项研究为设计具有稳定电化学性质的富锂锰基正极材料提供了新的思路。Jicheng Zhang, Jun Chen et al, Tuning Oxygen Redox Chemistry in Li‐Rich Mn‐Based Layered Oxide Cathodes by Modulating Cation Arrangement, Advanced Materials, 2019DOI: 10.1002/adma.201901808https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201901808?af=R