In den letzten Jahren wurden Lithium-Ionen-Batterien in vielen Bereichen weit verbreitet verwendet. Verglichen mit herkömmlichen Kathodenmaterialien zum Besten von Lithium-Ionen-Batterien nehmen mehr Lithiumionen in Lithium-reichen Kathodenmaterialien hinauf Manganbasis mit Einheitsmasse an jener Energiespeicherung teil.
Im Prozess jener Batteriereaktion verursachen jedoch Spannungsakkumulation und Gittersauerstoffverlust wenige Mikrorisse in lithiumreichen Materialien hinauf Manganbasis. Die Wanderung von Übergangsmetallionen führt zu einem Phasenübergang von Materialien und anderen schädlichen Nebenreaktionen, wodurch die tatsächliche Batterieleistung weniger wie ideal wird.
Wie man selbige nachteiligen Auswirkungen während des Batteriezyklus effektiv vermeidet, ist jener Schlüssel zur Verbesserung jener Materialleistung und macht dies Werkstoff in Zukunft wirklich praktikabel.
Laut einem kürzlich im Chemical Engineering Journal veröffentlichten Vorbehalt nach sich ziehen Forscher des Hefei Institute of Physical Science jener Chinesischen Uni jener Wissenschaften siegreich ein Hochleistungskathodenmaterial zum Besten von lithiumreiche Lithium-Ionen-Batterien hinauf Manganbasis hergestellt.
Dies Team unter jener Rohrfernleitung von Prof. ZHAO Bangchuan führte eine Schwefeldotierung und ein In-situ-Zunahme einer kohärenten Spinellphase synchron hinauf jener Oberfläche von lithiumreichen Materialien hinauf Manganbasis durch, kombiniert mit Strategien zur Optimierung von Sauerstoffleerstellen.
Die epitaxiale Spinell-Überzugsschicht, die mit jener Innenschichtphase zusammenhängend ist, kann den direkten Kontakt zwischen dem Elektrolyten und dem aktiven Werkstoff während jener Batteriereaktion effektiv vermeiden und verschmelzen dreidimensionalen Wasserstraße zum Besten von die Streuung von Lithiumionen bewilligen.
Darüber hinaus kann die Sulfur-Gabe den Kristallebenenabstand von Oberflächenschichtphasenmaterialien erweitern, die Energiebarriere jener Ladungsübertragung in den Materialien verringern, und die zwischen Schwefel und Übergangsmetallelementen gebildete chemische gegenseitige Verbindung kann ebenfalls dies irreversible Anionenredox stellen und die Struktur stabilisieren von Materialien.
Synchron kann die durch Schwefeldotierung induzierte Sauerstoffleerstelle ebenfalls den Verlust von oberflächenaktivem Sauerstoffgas hemmen und die Unversehrtheit jener Volumenphasenstruktur schützen.
Mit jener multifunktionalen Modifikation jener Oberflächenschicht hat dieses lithiumreiche Werkstoff hinauf Manganbasis eine sehr gute Leistung, insbesondere die Zyklenleistung: Nachher 600 Zyklen kann die Kapazitätserhaltungsrate jener Knopfbatterie 82,1 % hinhauen, die Energiedichte jener verpackten, vollständigen Batterie zusammengebaut mit kommerzieller Graphitanode kann 604 Wh kg-1 hinhauen, und die Kapazitätserhaltungsrate beträgt 81,7 % nachdem 140 Zyklen.
Die Arbeit lieferte Referenzen zum Besten von die weitere Modifizierung von lithiumreichen Materialien hinauf Manganbasis.
Forschungsbericht: Geschwefeltes Lithium- und Mn-reiches Kathodenmaterial mit Epitaxie-Spinell-Stabilisator zum Besten von Lithium-Ionen-Batterien mit ultralangem Zyklus
ähnliche Sinister
Hefei Institute of Physical Science, Chinesische Uni jener Wissenschaften
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