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我校教師在國際頂級期刊發表研究成果

本網訊(通訊員 龍濤) 日前,我校化學化工學院胡思江副教授團隊與University of Wollongong郭再萍教授團隊聯合在能源材料領域國際頂級期刊《先進能源材料》(Advanced Energy Materials, 影響因子24.88)在線發表題為“Insight of a Phase Compatible Surface Coating for Long-Durable Li-Rich Layered Oxide Cathode”的學術論文。胡思江副教授為第一作者,我校為第一完成單位。

 

在眾多能源存儲技術中,鋰離子電池是最有希望的儲能裝置之一,尤其在智能電網和新能源汽車領域優勢明顯。然而,當前的鋰離子電池技術仍然無法滿足高能量密度和快速充電等商業化需求,瓶頸在正極材料。富鋰層狀氧化物正極材料,具有高比容量(> 250 mAh/g)和高能量密度(> 900 Wh/kg),是高能量密度動力電池的理想正極材料。然而它也存在較低的首次庫倫效率、電化學循環過程電壓衰減、倍率性能較差等問題,成為限製其大規模應用的短板。

有鑒於此,該項研究成果首次提出利用共用界麵O原子實現兩相兼容的La0.8Sr0.2MnO3y包覆Li1.2Ni0.13Co0.13Mn0.54O2,通過對過渡金屬陽離子和晶格氧陰離子行為的有效調控,材料的比容量和電壓衰減得到明顯抑製,倍率、長循環性能和能量密度大幅提升:包覆改性後,在電流密度260 mA/g下循環200次後仍容量保持率提高1倍,能量密度提高2倍,在1.3A/g時比容量提高3倍。該論文研究成果之一是揭示了基於Mn-O-M鍵合作用形成的LSM/LM界麵異質結構抑製電化學過程中的材料失控機製(氧析出、缺陷的形成以及錳溶解等),這一設計策略可以為金屬離子電池電極材料的表麵工程提供借鑒。

1. LM2 wt% LSM包覆樣的(a,b)循環後的TEMFFT,(c)晶體結構演化模型,(d) LSM2||Li4Ti5O12電池原位中子衍射結果,(e,f)循環後O 1s。

 

原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201901795

審核人:施向榮

(圖文:龍濤  責編:黃師宣

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作者:化學化工學院發布時間:2019-10-06

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