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臥龍崗大學(xué)郭再萍等AM:顯著增強(qiáng)高壓LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)正極循環(huán)穩(wěn)定性

臥龍崗大學(xué)郭再萍等AM:顯著增強(qiáng)高壓LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)正極循環(huán)穩(wěn)定性
循環(huán)過程中正極材料的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性阻礙了可靠、安全的高能量密度鋰離子電池的發(fā)展,這是由于在高工作電壓下發(fā)生了有害的相變,同時(shí)過渡金屬溶解導(dǎo)致活性物質(zhì)的損失。
近日,澳大利亞臥龍崗大學(xué)郭再萍(通訊作者)和Wei Kong Pang(通訊作者)等人從電池材料的基本結(jié)構(gòu)/功能關(guān)系出發(fā),以高壓LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)正極為代表,有目的地對電極材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)晶學(xué)定點(diǎn)結(jié)構(gòu)工程。
臥龍崗大學(xué)郭再萍等AM:顯著增強(qiáng)高壓LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)正極循環(huán)穩(wěn)定性
尖晶石材料的形貌和結(jié)構(gòu)表征
作者成功地將高壓下發(fā)生的有害兩相反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)先固溶體反應(yīng),并顯著抑制了Mn從LNMO結(jié)構(gòu)中的損失。改性后的LNMO材料在1 C時(shí)保持了99%的理論比容量,1500次和3000次循環(huán)后分別保持了初始容量的87.6%和72.4%。
這種材料的問題追蹤現(xiàn)場結(jié)構(gòu)定制將促進(jìn)鋰離子電池高能量密度材料的快速發(fā)展。
臥龍崗大學(xué)郭再萍等AM:顯著增強(qiáng)高壓LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)正極循環(huán)穩(wěn)定性
Sb002-LNMO樣品的X射線吸收光譜(XAS)
臥龍崗大學(xué)郭再萍等AM:顯著增強(qiáng)高壓LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)正極循環(huán)穩(wěn)定性
不同LNMO尖晶石的1 C循環(huán)性能及相應(yīng)的充放電曲線
Crystallographic-Site-Specific Structural Engineering Enables Extraordinary Electrochemical Performance of High-Voltage LiNi0.5Mn1.5O4 Spinel Cathodes for Lithium-Ion Batteries(Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202101413)

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