忻獲麟教授,重磅Angew.! 2023年10月12日 下午4:49 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 37 深度提脫/嵌鈉的正極通常會引起不希望出現的Jahn-Teller畸變和相變,這兩種情況都會降低結構穩定性,從而導致長周期可靠性較差。 圖1 Na2/3Li1/6Co1/6Mn2/3O2的結構表征 加利福尼亞大學爾灣分校忻獲麟等報告了一種零應變的P2-Na2/3Li1/6Co1/6Mn2/3O2正極。具體而言,作者設計了一系列Li/Co取代的Na2/3LixCo1/3-xMn2/3O2,并通過詳細的結構演變和電荷補償機制研究了成分與電化學行為之間的關系。 研究表明,單價Li+和三價Co3+通過還原Mn3+/Mn4+的氧化還原,有助于減輕Jahn-Teller畸變,并使晶格變化最小化。 因此,優化的Na2/3Li1/6Co1/6Mn2/3O2在2.0?4.5 V的電壓范圍內實現單相反應,同時具有高的可逆容量(在0.1C下為178 mAh g?1)、優異的循環穩定性(在1C下250次循環后的容量保持率為95.8%,在5C下1200次循環后的容量保持率為80.1%)和倍率性能(相對于0.1C,在10C下的容量保持為53.8%)。 圖2 Na2/3Li1/6Co1/6Mn2/3O2的電化學性能 此外,高能X射線衍射分析和掃描透射電子顯微鏡表征證明了Na2/3Li1/6Co1/6Mn2/3O2的“零應變”循環特征,其中在整個充電/放電過程中,原始P2結構得到了很好的保持,沒有任何OP4或O2相的形成,最大體積變化僅為0.53%。 這項工作為解決錳基正極的結構不穩定性提供了一種有效的方法,即通過陽離子氧化還原和陽離子相互作用調節來最大限度地減少應變變化。 圖3 Na2/3Li1/6Co1/6Mn2/3O2循環中的結構演化 Regulating Cation Interactions for Zero-Strain and High-Voltage P2-type Na2/3Li1/6Co1/6Mn2/3O2 Layered Oxide Cathodes of Sodium-Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2023. DOI: 10.1002/anie.202304628 原創文章,作者:科研小搬磚,如若轉載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/12/4f6cff6d15/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關推薦 馬建民/劉瑞平AFM: 表面/結構協同工程實現無枝晶鋰金屬負極 2023年10月15日 重慶大學EES:首次報道!任意切換,新型可逆變TENG 2021年8月29日 ?均衡取舍!蘇大康振輝等最新Nature子刊! 2023年9月22日 華科黃云輝/韓建濤/方淳ACS Nano:高混沌誘導多陰離子富溶劑化結構實現超高電壓和寬溫鋰金屬電池 2024年1月2日 華科黃云輝/許恒輝AFM:氧化硼固體酸誘導的富無機SEI助力長循環固態鋰金屬電池 2023年10月1日 博士生一作!他,復旦「國家優青」,師從MOF鼻祖Omar M. Yaghi院士,發Nature Synthesis! 2025年2月7日