【锂电】AEM：铝和阳离子空位促进无钴层状正极的可逆性

采用层状阴极的锂离子电池可以有效缓解电动汽车的续航里程限制。不幸的是，Co的缺乏抑制了层状阴极的大规模应用。为了在电动汽车的全球应用中取得突破，消除层状阴极中的Co是必要的。然而，不含Co的层状阴极在去锂化/锂化可逆性方面面临挑战，因为Co在抑制Li/Ni混合方面起着关键作用。已经提出了许多金属来代替层状阴极中的Co，并且复杂的成分设计总是将抑制Li/Ni混合作为首要考虑。

清华大学Xiangming He和宁夏大学Hailong Wang等 研究发现锂/镍混合可以被铝和阳离子空位以不同的方式抑制。

本文要点：

（1） 然而，给定相似的Li/Ni混合，不可逆容量显著不同。原位X射线衍射监测的恒电位间歇滴定测量表明，铝降低了H2和H3相之间的晶格应变13.6%，但铝对结构可逆性有不利影响。而铝和阳离子空位一起不仅显著降低了H2/H3晶格应变78%,而且大大增强了结构可逆性。此外，第一性原理计算表明，阳离子空位可以显著降低Li迁移能垒一个数量级。

（2） 通过铝和阳离子空位的协同作用，新设计的无钴阴极的可逆性显著增强。

参考文献:

Wang, T., Yang, J., Wang, H., Ma, W., He, M., He, Y., He, X., Promoting Reversibility of Co-Free Layered Cathodes by Al and Cation Vacancy. Adv. Energy Mater. 2023, 2204241.

DOI: 10.1002/aenm.202204241

https://doi.org/10.1002/aenm.202204241

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