超高Ni層狀氧化物(Ultra-high nickel layered oxides)是具有前景的高能量密度Li離子電池材料,其具有更高的容量和工作電壓。但是過渡金屬氧八面體(TMO6)的層間滑移以及晶格氧在高電壓下的不穩定,導致Ni氧化物層狀材料電極面臨著巨大挑戰。
有鑒于此,香港城市大學任洋教授、楊家懿、中南大學賴延清教授、張治安教授等報道開發了LiNi0.92Co0.08O2,通過一步集成的方法,分別將高價態Mo元素修飾到體相和表面,研究其對氧骨架結構的穩定性影響。
本文要點:
(1)
研究結果表明富含Mo元素的表面除了具有獨立的Mo6+強共價鍵作用以及保護作用,體相Mo具有阻礙Li/Ni反位缺陷的能力,并且降低陽離子氧化還原反應以及穩定晶格氧和氧骨架結構的作用。
由于這些優勢,陽離子氧化還原反應和氧骨架結構的穩定性顯著改善,因此能夠產生氧化性更強的氧,以O2n-二聚體形式存在,而不是轉化為氣體O2并且損失。
(2)
因此,修飾的超高Ni材料展示更好的擴散動力學和改善的高電壓電化學性能。
參考文獻
Fangyan Liu, Shihao Li, Chihon Leung, Xiaozhi Jiang, Han Liu, Tianyi Li, Qi Liu, Gang Sun, Zhenbo Wang, Zhian Zhang, Yanqing Lai, Yang Ren, Jiayi Yang, Unveiling the Origin of Oxygen Framework Stability in Ultra-High Nickel Layered Oxide Cathodes, Adv. Mater. 2025
DOI: 10.1002/adma.202419856
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202419856