随着化石燃料供应的萎缩和气候紧急恶化,电网储能行业和汽车行业正在增加他们的努力开发健壮和高效储能技术。新研究能源杂志认为优化LiVO操作能力的方法3在锂离子电池阴极。
研究:提高能力和LiVO的工作电压3作为锂离子电池的阴极通过激活晶格氧反应。图片来源:nevodka / Shutterstock.com
电动车(电动车)保持在这些发展的前沿,以先进的可充电锂离子电池(LIBs)提供消费者有吸引力和更环保的替代传统的内燃机。
工作正在进行开发库与更高的能量密度的关键因素增加电动汽车的最大行驶距离和竞争优势。
最有前途的方法之一,该能量密度提高在于拓宽填词的充电截止电压,允许制造商从材料中提取更多的锂,因此提高自由的能力。
这个过程最显著的障碍源于这一事实的一个更大的部分锂从分层结构导致晶格的不稳定,进而导致快速电池容量衰减的周期。
一个潜在的方法克服这一障碍在于使用富锂过渡金属氧化物。这些材料提供亚博网站下载出色的比容量收取更高的电压时,被报道超过250 mAh g−1当向4.8 V或更高。
这些富锂材料的好处在很大程度上是由于他们充电导致阴离子氧化还原反应的活亚博网站下载化(arr)涉及氧阴离子。这些氧阴离子能够转移电子作为过渡金属(TMs),取而代之的是锂电池。
即将到来的研究能源杂志提出一种优化这个过程,帮助减轻一些容量衰减和电压衰减问题,更好的稳定晶体结构的氧原子和过渡金属在填词的阴极构型。
重要的是要注意,他们的结构安排在晶格原子的稳定性产生重大影响。债券之间的过渡金属氧化物材料短——促使强键能当这些过渡金属协调四面体地比协亚博网站下载调八面体的。
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这是一个重要的考虑因素的优化阴极材料,但到目前为止一直没有调查他们的使用在电池材料尽管这些经历时可能更稳定阴离子氧化还原亚博网站下载反应。
Vanadium-based材亚博网站下载料电池的应用程序是一个受欢迎的选择,因为他们接受电荷转移能力。
考虑到这些因素,研究人员探索单斜LiVO的能力3由签证官4四面体结构,以适应高截止电压。
这些最初被指控为4.8 V,并确定在充电期间,总共0.56摩尔的锂可以从材料中删除。因此,这提供了一个可逆容量136 mAh g−1之间,平均3.03 V的潜力至少2.4 V和4.8 V。
研究人员利用先进的非原位x射线吸收光谱(xa)和x射线光电子能谱(XPS)技术测量和观察这个过程,发现阴离子氧化还原反应过程可能激活在最初向4.8 V,支持一个有前途的能力。
在这项研究中,材料被发现保持93%的能力即使100充电周期,和优良的稳定性,甚至考虑到阴离子氧化还原反应的破坏这些材料的趋势。亚博网站下载
材料的四面体协调是其稳定性的主要因素,并利用非原位同步x射线衍射(XRD)研究人员能够观察到0.21%的体积变化可以忽略不计,锂是转移出去。
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实验不同电压范围对产能影响最小的保留,尽管它是确定测试LiVO31.5 V和4.8 V之间启用可用容量扩大到358 mAh g−1平均2.55 V的潜力。这些发现导致了一个令人难以置信的能量密度是912.9 Wh公斤−1。
最值得注意的发现本研究利用阴离子氧化还原反应的优点和先进的四面体协调,可以提高材料的容量和运行电压。亚博网站下载
未来电池技术的突破改善产能的基石电动汽车和更可持续交通的主流。
本研究可以为未来的研究提供一个健壮的基础进一步其他新型阴极材料的使用电池的应用程序。亚博网站下载也有很好的潜力进行研究优化电极和电解质更好的产能损失最小化重复充电周期。
来源
Bizhe苏、吴Shuilin Hanqin梁,秦奋顾,惠民Wang Wenchong周,晓惠赵,张道,帕特里克H.-L。坐,蒙牛,丹尼斯陈怡如Yu LiVO提高能力和工作电压3作为锂离子电池的阴极通过激活晶格氧反应,电源学报,517卷,2022年,230728年,ISSN 0378 - 7753,https://www.亚博老虎机网登录sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775321012222?via%3Dihub
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