目前对锂离子电池高能量密度阴极材料的探索主要集中在“富锂”或“富镍”氧化物上。然而,两者都面临着巨大的挑战。近日,法兰西学院Jean-Marie Tarascon结合这两个概念来获得“富锂富镍”氧化物,以实现高能量密度阴极。
本文要点:
1) 作为概念证明,作者合成了Li1+yNi(3-5y)/3Mo2y/3O2氧化物阵列,并通过XRD、TEM和NMR技术进行表征,该Li1+yNi(3-5y)/3Mo2y/3O2氧化物阵列为富LiNiO2和富Li4MoO5畴共存结构。由于其坚固的立方岩盐Li4MoO5富集畴实现了“外延稳定”效应,这种尺寸为5-20nm的共生结构可以使层状岩盐LiNiO2富集畴在循环时具有优异的机械和结构可逆性。
2) 作者获得的电池具有>220mAhg-1的高容量,并且镍含量低至80%;与纯LiNiO2相比,Li1.09Ni0.85Mo0.06O2构件(y=0.09)具有显著改善的循环性能,即在C/10下经过100次循环后的容量保持率为91%。该工作验证了以共生畴的形式构建富锂富镍化合物的可行性,从而为未来的阴极设计提供了指导。
Li Biao et.al Constructing “Li-rich Ni-rich” oxide cathodes for high-energy-density Li-ion batteries EES 2023
DOI: 10.1039/D2EE03969A
https://doi.org/10.1039/D2EE03969A