Nature Energy: 部分有序锂离子正极材料同时实现超高功率和能量密度

科技工作者之家 2020-03-22

来源:材料科学前沿

可充电电池市场的快速发展离不开高能量密度和功率密度的廉价电极材料。近日,美国加州大学伯克利分校Gerbrand Ceder教授团队发现,将电极材料中部分尖晶石的阳离子序列与过量的锂结合,能够同时实现超高能量密度、高功率密度。研究发现,过量的阳离子以及由此产生的部分有序结构可以用来消除传统有序尖晶石材料中的不可逆相变,并赋予其更高的实际容量。而过量的锂能够与氟取代,从而实现更高的离子迁移能力。基于以上策略,研究人员制备了两种具有部分尖晶石序列的块状氟氧化物锂离子电池正极材料,即:Li1.68Mn1.6O3.7F0.3Li1.68Mn1.6O3.4F0.6(LMOF03和LMOF06),能量密度高达1100 Wh kg-1,且放电倍率高达20 A g-1。值得注意的是,这些正极材料不仅表现出优异的倍率性能,还同时实现了可逆阴离子氧化还原的共存。该工作表明在广阔的完全有序和无序化合物之间设计高性能正极材料具有巨大的潜力。

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参考文献:

Ultrahigh power and energy density in partially ordered lithium-ioncathode materials. Nat Energy (2020). DOI: 10.1038/s41560-020-0573-1

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41560-020-0573-1

来源:材料科学最前沿 材料科学前沿

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