最近開(kāi)發(fā)的鋰超陽(yáng)離子無(wú)序巖鹽（DRXs）表現(xiàn)出極好的化學(xué)多樣性，可用于開(kāi)發(fā)替代的無(wú)鈷/鎳高能正極。

圖1. 用NH₄F前體制備的LMTOF材料的結(jié)構(gòu)特征

勞倫斯-伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Wei Tong等報(bào)告了通過(guò)固態(tài)反應(yīng)合成的高氟化DRX正極，Li_1.2Mn_0.6Ti_0.2O_1.8F_0.2，該正極基于低成本和資源豐富的過(guò)渡金屬。除了傳統(tǒng)的LiF，鑒于NH₄F比LiF熔點(diǎn)更低、反應(yīng)性更強(qiáng)，因此在這項(xiàng)工作中研究了NH₄F作為氟前體。

此外，已經(jīng)證明在固態(tài)反應(yīng)中使用NH₄F可以成功控制形態(tài)和顆粒大小。作者的目的是擴(kuò)大氟化前體的選擇范圍，以方便地控制形態(tài)和粒度，這對(duì)開(kāi)發(fā)實(shí)用的DRX正極是至關(guān)重要的。

正如預(yù)期的那樣，使用NH₄F前體導(dǎo)致了更均勻的粒度，而且生產(chǎn)出來(lái)的LMTOF正極表現(xiàn)出了顯著的電化學(xué)性能，初始放電容量為233 mAh g^-1，200次循環(huán)后仍可保持200 mAh g^-1。

圖2. LMTOF正極的電化學(xué)性能

此外，這項(xiàng)工作還利用先進(jìn)的光譜/顯微鏡和綜合電化學(xué)表征技術(shù)研究了LMTOF正極在循環(huán)時(shí)的電荷補(bǔ)償機(jī)制和電化學(xué)動(dòng)力學(xué)。

研究顯示，這種出色的容量保持歸功于利用可逆的錳氧化還原，這是通過(guò)高氟化實(shí)現(xiàn)的，并確定了NH₄F是生產(chǎn)氟化DRX材料的有效先驅(qū)。

作者相信這項(xiàng)工作為進(jìn)一步優(yōu)化DRX正極提供了有用的見(jiàn)解，特別是為高能鋰離子電池的形態(tài)和粒度控制開(kāi)發(fā)了替代的合成方法。

圖3. LMTOF正極循環(huán)過(guò)程中Mn的化學(xué)狀態(tài)

Toward Stable Cycling of a Cost-Effective Cation-Disordered Rocksalt Cathode via Fluorination. Advanced Functional Materials 2023. DOI: 10.1002/adfm.202205972