中國粉體網(wǎng)訊  鋰離子電池作為高效的能量存儲系統(tǒng)在交通運輸領域具有廣泛的應用,，包括混合式動力電動車（HEV）,，插電式混合動力汽車（PHEV）和電動汽車（EV），但是現(xiàn)有商用的鋰離子電池正極材料不能夠滿足人們對于能量密度,、倍率性能以及穩(wěn)定性的需求,。LiNixCoyMnzO2的安全性、流程繁瑣性等問題阻礙了大規(guī)模的使用,；尖晶石錳LiMn2O4面臨嚴重的容量衰減問題,；安全性能好且廉價的LiFePO4擺脫不了低工作電壓、低能量密度的限制,，為了提高工作電壓和能量密度,，現(xiàn)在學術界和工業(yè)界對于LiMn1-xFexPO4材料的研究越來越重視。

北京大學深圳研究生院新材料學院潘鋒教授課題組最近在LiMn1-xFexPO4材料的結(jié)構(gòu)與性能研究取得重要進展,。他們成功合成了兩種高鐵鋰反位量的α-LiMn1-xFexPO4納米材料（50納米的顆粒）,，相近的反位程度卻表現(xiàn)出了極大的電化學性能差異。通過和布魯克海文國家實驗室,、德國于利希國家實驗室,、美國阿貢國家實驗室等合作，課題組對兩種材料的結(jié)構(gòu)進行了深入分析,，用高精度球差電子顯微鏡首次發(fā)現(xiàn)磷酸鐵錳鋰的第二相β-LiMn1-xFexPO4以量子點（2納米左右）嵌在α-LiMn1-xFexPO4 50納米顆粒中,。研究發(fā)現(xiàn)性能好的材料其鐵鋰反位量高，產(chǎn)生了許多的缺陷位置,，因為這些缺陷點打通了相鄰的其他方向的傳輸,，使得鋰離子的傳輸從一維鋰離子通道傳輸擴展成為三維通道傳輸，從而提高了該鋰電池材料的充放電性能,。如果α-LiMn1-xFexPO4材料存在第二相β-LiMn1-xFexPO4以量子點嵌入形成套嵌結(jié)構(gòu)的納米材料后,，嵌入量子點將堵塞部分鋰離子的三維通道傳輸，從而降低了鋰離子在整個晶體的傳輸效率,，影響了該鋰電池材料的充放性能,。

第二相β-LiMn1-xFexPO4以2納米量子點嵌入到α-LiMn1-xFexPO4 50納米顆粒 

三維鋰離子通道通暢傳輸及被套嵌的量子點阻塞的材料表現(xiàn)不同的充放電效率

該研究成果發(fā)表在國際材料與能源的頂級期刊Nano Letters (Nano Lett., 2017, 17 (8), 4934–4940, 影響因子為12.7，Nature Index雜志之一)上，該工作由潘鋒教授和布魯克海文國家實驗室的章煒博士指導,，由2015級博士生胡江濤作為第一作者及團隊的合作下完成,。

文章鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.7b01978