最近,相关研究团队提出了一种基于表面纳米精度的限域相变提升电极材料稳定性的机制。

Zn2+促使尖晶石结构表面产生相变

图1 Zn2+促使尖晶石结构表面产生相变:精确控制固相反应,获得层状和类岩盐共存的表面两相区,基于相结构和构成的优化提升电极材料的稳定性

近日,中科院化学所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室对外公布,实验室在高性能锂离子电池电极材料上取得新进展。

能量密度的提升是锂离子电池领域的研究重点,而正极材料是决定锂离子电池能量密度的关键。镍锰酸锂材料是一种高电压的正极材料,具有高能量密度和良好的倍率性能;然而,其自身的高工作电压会显著加速电极材料表面的副反应,严重损害电极材料的结构稳定性和长循环性能,限制了它在高比能动力电池中的应用。  

在国家自然科学基金和中科院先导项目等支持下,中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室曹安民课题组在电极材料结构控制及稳定性提升上开展了系列工作,基于多级表界面结构设计(J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7127;J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 9070)、表面晶格调控(Chem 20184, 1685-1695;ACS Appl. Mater. Interfaces 201810, 22896)等方式,实现了材料表界面活性的有效控制,获得了电极材料稳定性及器件长循环性能的显著提升。 

最近,相关研究团队提出了一种基于表面纳米精度的限域相变提升电极材料稳定性的机制:基于可控的表面高温固相反应,引入锌离子促进镍锰酸锂的表面尖晶石结构转变为类岩盐相、层状相两者的复合构型,精确调控两相比例,在不牺牲材料电化学活性的前提下提升了材料的结构稳定性。这种特殊的表面相态调控机制能够克服常规表面惰性包覆方式对电荷传输的损害,为基于电极材料自身表面化学特性调控,获得兼具高容量、高稳定性的关键电极材料提供了新的手段和机制,相关工作发表在(J. Am. Chem. Soc. 2019141, 4900-4907)。 

电池网(微号:mybattery)主站、微博、微信、手机客户端及电池智库(邮件直投)等全媒体平台及资源,每日精选电池产业链主流新闻、信息、数据等内容,每天覆盖国内外近百万用户或读者,咨询热线:400-6197-660,投稿信箱:zlhz@itdcw.com。

电池网微信
[责任编辑:陈语]

免责声明:本文仅代表作者个人观点,与电池网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。

凡本网注明 “来源:XXX(非电池网)”的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在一周内进行,以便我们及时处理。电话:400-6197-660-2 邮箱:119@itdcw.com

正极材料
三元材料
锂电材料