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2022-04-15
顆粒在線訊：鈉離子電池憑借成本優(yōu)勢(shì)而有望在大規(guī)模儲(chǔ)能中得到應(yīng)用。在諸多鈉離子電池正極材料中，層狀鐵錳氧化物正極由于原材料豐度高、理論容量高而備受青睞。然而，重復(fù)電化學(xué)循環(huán)中Mn的溶解和Fe的遷移使得這些正極材料穩(wěn)定性較差。近日，南京大學(xué)郭少華與周豪慎等提出了一種陰陽(yáng)協(xié)同氧化還原策略，以抑制過渡金屬離子電化學(xué)活性的過度使用導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)退化，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了晶格應(yīng)變的降低和電化學(xué)性能的提高。
本文要點(diǎn)：
1）研究人員在Na2/3Fe2/3Mn1/3O2（NFM）正極材料中利用Li取代來實(shí)現(xiàn)陰陽(yáng)離子的協(xié)同氧化還原。結(jié)果表面，Li取代的Na0.8Li0.2Fe0.2Mn0.6O2正極（NLFM）至少在三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了改善。首先，NLFM材料在空氣中放置一個(gè)月或者在水中浸泡一周都能夠保持其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；其次，密度泛函理論計(jì)算和光譜表征發(fā)現(xiàn)NLFM中存在陰離子氧化還原行為來提升容量；此外，Li的取代抑制了材料中的不可逆相變，提高了電池循環(huán)穩(wěn)定性。
2）電化學(xué)測(cè)試表明Li的取代使得氧化物正極的循環(huán)穩(wěn)定性得到極大改善。其首周可逆比容量高達(dá)165mAh/g，在200mA/g的電流密度下循環(huán)100周后的容量保持率高達(dá)98.3%。
文章鏈接：
Xiang Li et al, Synergetic Anion–Cation Redox Ensures a Highly Stable Layered Cathode for Sodium-Ion Batteries, Advanced Science, 2022
DOI: 10.1002/advs.202105280
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202105280?af=R
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