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中美韓的科學家一起做了這件事
來源: 時間:2023-04-21 14:58:59 瀏覽:2165次

第一作者:Moonsu Yoon和董巖皓

通訊作者:李巨教授和Jaephil Cho

通訊單位:美國麻省理工學院、韓國蔚山國立科技學院

DOI: 10.1038/s41560-023-01233-8

研究背景

隨著汽車和其他應用對儲能的需求不斷增長,研究具有更高能量密度、更長的循環(huán)壽命和更高安全性的鋰離子電池迫在眉睫。目前,高鎳三元和富鋰錳基正極材料大多為多晶形態(tài),而多晶正極材料在電池循環(huán)過程中易開裂,產(chǎn)生大量未經(jīng)保護的電化學活性表面,加劇了正極材料與電解液之間的副反應,導致全電池電化學性能的衰減。因此,單晶層狀正極是理想的電池材料,為防止鋰蒸發(fā)、晶格缺陷以及顆粒團聚,通常只能在一定的溫度范圍內(nèi)制備,使得高相純度、良好電化學性能和可擴展性的單晶正極的生產(chǎn)仍然具有挑戰(zhàn)性?;诖?,麻省理工學院李巨教授和韓國蔚山國立科技學院Jaephil Cho等人報道了單晶正極材料合成的共晶鹽輔助行星式離心解聚法。

文章要點

1、作者提出了一種全新的行星式離心解聚工藝,通過溫和條件下的機械化學過程,成功制備出了具有優(yōu)異電化學性能和穩(wěn)定性的微米級富鋰錳基單晶正極和高鎳三元單晶正極,為單晶正極的合成提供了一種通用的解決策略。

2、富鋰錳基正極和高鎳三元正極的單晶化提供了電池優(yōu)異的電化學性能,能顯著提升循環(huán)性能、延緩電壓衰減、抑制析氧和過渡金屬溶解。該方法簡單、可宏量制備,能夠在相對溫和且可控的條件下進行,具有很好的工業(yè)化前景。

圖文展示

圖1. 用于單晶正極合成的行星式離心解聚示意圖

圖2. 行星式離心解聚過程中共晶鋰鹽引起的二次顆粒解團聚 

圖3. 共晶鋰鹽與過渡金屬氧化物前驅(qū)體的反應浸潤

圖4. 單晶富鋰錳基正極的結(jié)構(gòu)表征

圖5. 單晶富鋰錳基正極的電化學性能

圖6. 高鎳三元單晶正極的結(jié)構(gòu)和電化學性能

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具?,F(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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