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2022-03-28
顆粒在線訊：鋰基電池正極活性材料中過渡金屬的溶解是限制這些電池循環(huán)壽命的關(guān)鍵因素。盡管人們已經(jīng)提出了幾種方法來解決這個問題，但是這種有害的過程仍沒有被克服。近日，得益于半導(dǎo)體研究的發(fā)展，昆士蘭大學(xué)王連洲教授，Tobias U. Schülli報道了應(yīng)用外延方法在LiNi0.5Mn1.5O4正極材料上構(gòu)建了LaTMO3 (TM = Ni，Mn)的原子潤濕層。
本文要點：
1）研究人員通過實驗測量和理論分析證實了Stranski-Krastanov生長，其中應(yīng)變潤濕層在熱力學(xué)平衡下形成，并且由于表面能和彈性能之間的競爭，它自限于單原子厚度。由于原子級薄且晶體學(xué)上連接到尖晶石主晶格，LaTMO3潤濕層抑制了過渡金屬從正極溶解，而不影響其動力學(xué)。
2）實驗結(jié)果顯示，當(dāng)與石墨碳負(fù)極和基于LiPF6的非水電解質(zhì)溶液結(jié)合測試時，外延設(shè)計的正極材料具有顯著提高的循環(huán)穩(wěn)定性（在290 mA g-1下1000次循環(huán)后容量保持率約為77%），平均庫侖效率(CE) > 99%。
文章鏈接：
Zhu, X., Schülli, T.U., Yang, X. et al. Epitaxial growth of an atom-thin layer on a LiNi0.5Mn1.5O4 cathode for stable Li-ion battery cycling. Nat Commun 13, 1565 (2022).
DOI：10.1038/s41467-022-28963-9
https://doi.org/10.1038/s41467-022-28963-9
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