材料科学与光电技术学院肖小玲团队在锂离子电池正极材料方面取得新进展

  • 图/文 焦健悦 (材料科学与光电技术学院)
  • 创建于 2022-11-21
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锂离子电池正极材料是提高能量密度的关键。富锂锰基层状氧化物中不仅具有传统过渡金属阳离子参与氧化还原反应,阴离子也会进一步提供电荷补偿,因此成为低损耗和高能量密度锂离子电池中极具前景的正极材料。然而,不稳定的阴离子氧化还原反应会导致较差的电化学性能,限制了富锂锰基层状氧化物的实际应用。

中国科学院大学材料科学与光电技术学院肖小玲教授课题组在《Chemical Engineering Journal》期刊上发表了题为“Enabling robust anionic redox structure via tuning the symmetry of locally ordered lattice in Li-rich Li-Mn-O cathodes”的文章(DOI10.1016/j.cej.2022.140327)。该团队发现调整富锂锰基层状氧化物中过渡金属层的局域有序晶格的对称性,可有效调控该材料的阴离子氧化还原反应的结构稳定性,并成功设计了一种具有二重对称局域有序晶格的富锂锰基层状氧化物(简称为tLR-LMO)。tLR-LMO正极材料在0.1 C的电流密度下的可逆容量可达260 mAh g-1,在1 C的电流密度下循环100圈后容量保留率为78 %。这种优异的电化学性能主要来自于其可逆的阴离子氧化还原反应过程和坚固的局域晶格结构。与具有六重对称局域有序晶格的富锂锰基层状氧化物(简称为sLR-LMO)相比,tLR-LMO正极材料有效抑制了阴离子氧化还原反应过程中的阳离子迁移现象,且表现出优异的循环稳定性和阴离子氧化还原反应的结构稳定性。这一工作强调了局部晶格结构的对称性在设计具有阴离子氧化还原反应活性的富锂正极材料中的重要作用,并为锂离子电池正极材料的进一步高性能发展提供新思路。

焦健悦

原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.140327

责任编辑:张文静