中國粉體網(wǎng)訊 近日,，記者從中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所獲悉,，該研究所崔光磊研究員團(tuán)隊在高比能鋰電池正極材料富鋰錳基層狀氧化物（LLOs）的陰離子氧穩(wěn)定性調(diào)控和鋰離子傳輸異質(zhì)研究方面取得重要進(jìn)展,。相關(guān)成果分別發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》和《德國應(yīng)化》上,。
據(jù)介紹,，LLOs是一種新型的鋰電池正極材料,，因兼具陰,、陽離子的可逆氧化還原反應(yīng)，具有遠(yuǎn)高于高電壓鈷酸鋰,、高鎳三元正極材料的放電比容量, 在開發(fā)高能量密度鋰電池尤其是全固態(tài)鋰金屬電池時極具應(yīng)用潛力。
目前LLOs由于陰離子氧的氧化還原反應(yīng)會導(dǎo)致非穩(wěn)態(tài)O2p空穴和O2的產(chǎn)生,，嚴(yán)重降低電池穩(wěn)定性,、循環(huán)壽命和安全性能，成為制約高比能,、高安全固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展的瓶頸問題,，此外，LLOs材料在全固態(tài)電池中性能快速衰減的微觀機(jī)制尚未探明,。因此,，發(fā)展創(chuàng)新材料制備技術(shù)解決其瓶頸問題，探索先進(jìn)表征技術(shù)闡明富鋰錳基全固態(tài)電池性能衰減微觀機(jī)制的關(guān)鍵科學(xué)問題,，是促進(jìn)LLOs材料發(fā)展的重要前提,。
為解決上述問題,，該研究所固態(tài)能源系統(tǒng)技術(shù)中心提出一種非恒溫?zé)Y(jié)的新型材料制備技術(shù),，實現(xiàn)了LLOs體相晶格氧的穩(wěn)定化并減少了非穩(wěn)態(tài)O2p空穴的產(chǎn)生。采用該技術(shù)制備的正極材料其放電比容量,、循環(huán)穩(wěn)定性等電化學(xué)性能與傳統(tǒng)恒溫?zé)Y(jié)技術(shù)相比,，得到顯著提升，此外非恒溫?zé)Y(jié)技術(shù)的可行性在無鈷富鋰錳基正極材料體系也得到了驗證,，這為實現(xiàn)LLOs材料晶體結(jié)構(gòu),、電化學(xué)性能的穩(wěn)定化提供了重要指導(dǎo)。
同時,，該團(tuán)隊基于原位差分相位襯度成像的掃描透射電子顯微鏡技術(shù)（DPC-STEM）,，首次研究了LLOs在硫化物固態(tài)電池中的電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制,，觀測到LLOs材料中納米尺度的兩相分離是導(dǎo)致Li+在正極材料體相、界面處存在傳輸異質(zhì)的決定因素,，并嚴(yán)重限制了富鋰相Li2MnO3的容量發(fā)揮,。
該項工作研究了微觀晶體結(jié)構(gòu)與鋰離子傳輸動力學(xué)、正極材料電化學(xué)性能之間的構(gòu)效關(guān)系,，揭示了全固態(tài)電池中LLOs正極材料性能衰減的微觀機(jī)制,，為精準(zhǔn)優(yōu)化LLOs材料的晶體結(jié)構(gòu)、改善正極/電解質(zhì)的界面鋰離子傳輸動力學(xué)提供了指導(dǎo),。上述工作為開發(fā)高能量密度與高安全性的富鋰錳基硫化物全固態(tài)電池奠定了研究基礎(chǔ),。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除,！
