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【锂电池】Nat. Commun.:用于高容量锂金属电池的中熵过渡金属氧化物正极

时间:2022-10-21 来源: 浏览:

【锂电池】Nat. Commun.:用于高容量锂金属电池的中熵过渡金属氧化物正极

微著 能源技术情报
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非水系可充电锂基电池中正极活性材料的有限容量成为开发高能量存储装置的绊脚石。尽管锂过渡金属氧化物是高容量电化学活性材料,但在高电池电压(例如> 4.3 V)下的结构不稳定性对电池性能有不利影响。

哈尔滨工业大学(深圳)Cheng-Yan Xu、Liang Zhen和南京大学Peng Wang等 提出了Li 1.46 Ni 0.32 Mn 1.2 O 4-x  (0 < x < 4)材料,其能够在初始脱锂后形成具有部分阳离子无序的中等熵状态尖晶石相。

 

本文要点:

(1) 通过物理化学测量和理论计算,作者证明了脱锂后Li 1.46 Ni 0.32 Mn 1.2 O 4-x 的结构无序,Li离子从八面体位置直接穿梭到尖晶石结构,以及初始脱锂后的电荷补偿Mn 3+ /Mn 4+ 阳离子氧化还原机制。

(2) 当在纽扣电池配置中结合Li金属负极和LiPF 6 基非水电解质进行测试时,Li 1.46 Ni 0.32 Mn 1.2 O 4-x 基正极在100mA g -1 下的放电容量为314.1mA h g -1 ,在25±5°C下的平均电池放电电压约为3.2 V,这导致初始比能量为999.3 Wh kg -1 (基于正极活性材料的质量)。

 

参考文献:

Pei, Y., Chen, Q., Wang, M. et al. A medium-entropy transition metal oxide cathode for high-capacity lithium metal batteries. Nat Commun 13, 6158 (2022).

DOI: 10.1038/s41467-022-33927-0

https://doi.org/10.1038/s41467-022-33927-0

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