人们在寻找高能量密度的材料应用于Na离子电池过程中发现缺少Na的插层化合物并且具有可以发生氧化还原的晶格氧是具有前景的高能量电极材料。但是在钠化/脱钠的动态过程中,阴离子的氧化还原反应通常面临着比较差的电化学可逆性以及不友好的结构变化。
有鉴于此,西安交通大学的王鹏飞教授、肖冰教授、东北师范大学吴兴隆教授等利用Li轨道杂化策略在P2层状材料Na43/60Li1/20Mg7/60Cu1/6Mn2/3O2 (P2-NaLMCM′)中构筑Na-O-Li结构。
本文要点
(1)
Li+离子电池具有较低的电负性,能够保留在过渡金属的层板内,因此能够将非杂化的O 2p轨道在高电荷态条件下保持氧原子的氧化还原稳定性。通过减少O-O层之间的静电排斥,缓解高充电状态棱柱材料结构转变为Z晶相共生结构。
(2)
在0.05 C,P2-NaLMCM′得到183.8 mAh g-1的容量,而且在2.0-4.5 V电压区间200圈循环后容量仍保留80.2 %。这项研究有助于氧的氧化还原化学研究,有助于稳定高能量电池的结构稳定性。
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Haojie Dong, Haoliang Liu, Yu-Jie Guo, Yi-Hu Feng, Xu Zhu, Shao-Wen Xu, Fengxiang Sui, Lianzheng Yu, Mengting Liu, Jin-Zhi Guo, Ya-Xia Yin, Bing Xiao*, Xing-Long Wu*, Yu-Guo Guo, and Peng-Fei Wang*, Lithium Orbital Hybridization Chemistry to Stimulate Oxygen Redox with Reversible Phase Evolution in Sodium-Layered Oxide Cathodes, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c04814
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c04814