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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

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LiNi_0.5Mn_1.5O₄(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。

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。

Sb002-LNMO樣品的X射線吸收光譜(XAS)

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 LiNi_0.5Mn_1.5O₄ Spinel Cathodes for Lithium-Ion Batteries(Adv. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adma.202101413)

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