了解固态合成过程中非平衡过程的原子机制,如层状氧化物相的成核和晶粒结构形成,是电极材料(如用于锂离子电池的富镍层状氧化物)的关键挑战。上海科技大学谢琎、Zhu-Jun Wang、张洪题和郑帆发现氧化铝涂层可作为中间体转化为铝酸锂,而铝酸锂与层状氧化物具有良好的低界面能,可进一步促进后者的成核。
本文要点
(1)使用固态核磁共振和原位同步加速器X射线衍射证明了层状氧化物相在相对较低的温度下快速均匀的成核和形成。
(2)通过使用聚焦离子束和扫描电子显微镜构建的三维层析成像,所得到的富镍层状氧化物阴极具有精细的颗粒形貌。
(3)如原位压缩试验所示,密集堆积的超细初级颗粒能够使次级颗粒具有优异的机械强度。这一策略为开发下一代高强度电池材料提供了新的途径。
Xincan Cai, et al. Promotion of the Nucleation of Ultrafine Ni-Rich Layered Oxide Primary Particles by an Atomic Layer-Deposited Thin Film for Enhanced Mechanical Stability. Nano Letters. 2023
DOI:10.1021/acs.nanolett.3c01648
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c01648