北科曲選輝/劉永暢AFM:過渡金屬空位制造和鈉位摻雜實(shí)現(xiàn)高性能層狀氧化物正極 2023年10月23日 下午5:13 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 76 激發(fā)層狀氧化物正極中的陰離子氧化還原化學(xué)反應(yīng)已成為有效提高鈉離子電池(SIBs)能量密度的典型方法。然而,它們的實(shí)際應(yīng)用仍然受到不可逆晶格氧釋放和有害結(jié)構(gòu)畸變的困擾。 在此,北京科技大學(xué)曲遠(yuǎn)輝教授、劉永暢研究員等人報(bào)道開發(fā)了一種新型正極材料P2-Na0.76 Ca0.05[Ni0.23□0.08Mn0.69]O2,其中陽離子和陰離子氧化還原化學(xué)協(xié)同提供電荷補(bǔ)償,過渡金屬 (TM) 層中產(chǎn)生天然空位,Ca離子鉚接在Na層中。 TM 位點(diǎn)中的隨機(jī)空位導(dǎo)致非鍵合O 2p軌道的出現(xiàn)以激活陰離子氧化還原,這通過系統(tǒng)電化學(xué)測量、非原位XPS、原位XRD和DFT計(jì)算得到證實(shí)。受益于Na位點(diǎn)中固定的Ca離子,實(shí)現(xiàn)了具有抑制P2-O2相變和增強(qiáng)的充電/放電陰離子氧化還原可逆性的堅(jiān)固層狀結(jié)構(gòu)。 圖1. 揭示Na存儲(chǔ)機(jī)制的原位XRD測量 因此,該電極顯示出優(yōu)異的倍率能力(153.9 mAh g-1@0.1 C;74.6 mAh g-1@20 C) 和優(yōu)異的循環(huán)壽命(在0.1 C時(shí)50次循環(huán)后容量保持率為87.1%)。 由該正極和硬碳負(fù)極組裝的鈉離子全電池能量密度高達(dá)257.6 Wh kg-1,顯示出實(shí)際應(yīng)用的廣闊前景。這項(xiàng)研究通過調(diào)整局部化學(xué)環(huán)境為設(shè)計(jì)高能量密度和高穩(wěn)定性鈉離子電池層狀氧化物正極提供了新的機(jī)會(huì)。 圖2. 鈉離子全電池的電化學(xué)性能 Transition-Metal Vacancy Manufacturing and Sodium-Site Doping Enable a High-Performance Layered Oxide Cathode through Cationic and Anionic Redox Chemistry, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202106923 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉(zhuǎn)載,請(qǐng)注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/23/f98d6f39ce/ 電池 贊 (0) 0 生成海報(bào) 相關(guān)推薦 日本東北大李昊/UT Austin鄭躍兵最新Nature Commun.:二維材料助力光驅(qū)動(dòng)C-H鍵活化和長鏈分子轉(zhuǎn)化 2024年7月19日 馬建民/劉瑞平AFM: 表面/結(jié)構(gòu)協(xié)同工程實(shí)現(xiàn)無枝晶鋰金屬負(fù)極 2023年10月15日 魯兵安/王成新Nature子刊:電極皮膚實(shí)現(xiàn)5000次循環(huán)鉀金屬電池! 2023年10月6日 Angew:CdS/MoO2/MoS2催化劑光催化制氫和丙酮酸合成 2022年10月3日 鮑哲南院士Science,超神! 2023年10月14日 鮑哲南教授等,最新Nature子刊! 2023年10月10日