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強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手！「國(guó)家杰青」吳忠?guī)?「國(guó)家優(yōu)青」陳成猛，最新EES：5C快充鋰電池！

第一作者：Zhihong Bi，Zonglin Yi

通訊作者：吳忠?guī)洠惓擅?/span>

通訊單位：中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所

吳忠?guī)洠?，首席研究員，博士生導(dǎo)師。2015年6月加入中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，擔(dān)任二維材料化學(xué)與能源應(yīng)用研究組（508）組長(zhǎng)。入選國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者（2021）、英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)會(huì)士（2020）、中組部引進(jìn)“海外杰出青年人才”（2015）。

陳成猛，中國(guó)科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所，研究員，課題組長(zhǎng)，中國(guó)科學(xué)院石墨烯工程實(shí)驗(yàn)室副主任；國(guó)際電工委員會(huì)（IEC/TC113）和國(guó)標(biāo)委納米標(biāo)委會(huì)（SAC/TC279）專(zhuān)家；中國(guó)超級(jí)電容產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副秘書(shū)長(zhǎng)。

論文速覽

在高壓LiCoO₂ (LCO)中實(shí)現(xiàn)高度可逆的陰離子氧化還原反應(yīng)(ARR)對(duì)于提高功率/能量密度至關(guān)重要，但仍然缺乏可靠的調(diào)節(jié)策略。

本論文綜述了一種針對(duì)高電壓鋰鈷氧化物（LiCoO₂, LCO）正極材料的表面到體相深度脫鋰策略。通過(guò)微量Mg-Nb-Al共摻雜以及界面層級(jí)氟化處理，實(shí)現(xiàn)了5C快充條件下4.6V-LCO的高可逆性和穩(wěn)定性。

研究揭示了高效的陰離子/陽(yáng)離子氧化還原反應(yīng)的內(nèi)在機(jī)制，并指出通過(guò)Nb⁵⁺誘導(dǎo)的高度自旋極化弱Co-O八面體晶體場(chǎng)來(lái)抑制氧電子空穴的生成，對(duì)于保持高電壓循環(huán)可逆性至關(guān)重要。

圖文導(dǎo)讀

圖1：4.6V-LCO表面到體相深度脫鋰策略的設(shè)計(jì)概念。

圖2：不同LCO樣品的鋰離子存儲(chǔ)能力。

圖3：B-LCO和FMNA-LCO在首次充放電循環(huán)中的相結(jié)構(gòu)演變行為。

圖4：不同充電狀態(tài)下FMNA-LCO、MNA-LCO和B-LCO的表面化學(xué)性質(zhì)。

圖5：通過(guò)TOF-SIMS分析了不同LCO樣品經(jīng)過(guò)500次循環(huán)后的CEI結(jié)構(gòu)和組成。

圖6：Nb摻雜對(duì)LCO結(jié)構(gòu)的影響。

總結(jié)展望

本文提出的深度脫鋰策略通過(guò)表面到體相的協(xié)同優(yōu)化，顯著提升了高電壓LCO正極材料的快充性能和循環(huán)穩(wěn)定性。

微量共摻雜和界面層級(jí)氟化處理不僅增強(qiáng)了LCO的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，而且提高了電極/電解液界面的化學(xué)穩(wěn)定性。這些發(fā)現(xiàn)為開(kāi)發(fā)高能量密度、高功率密度的鋰離子電池正極材料提供了重要的設(shè)計(jì)指導(dǎo)和理論基礎(chǔ)。

文獻(xiàn)信息

標(biāo)題：A surface-to-bulk tunning deep delithiation strategy towards 5C fast-charging 4.6 V LiCoO2

期刊：Energy & Environmental Science

DOI：10.1039/D4EE01674B

原創(chuàng)文章，作者：計(jì)算搬磚工程師，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2024/07/02/4562275d63/

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