 |
 |
 |
 |
 |
 |
||
 |
 |
 |
 |
 |
| 5 | 1/1 | 返回列表 |
| 查看: 2327 | 回復(fù): 4 | |||
li_shuai187金蟲 (小有名氣)
|
[求助]
陽離子無序正極材料 已有1人參與
|
|
這么一篇鋰離子電池方向的文獻(xiàn)，現(xiàn)在研究方向也是這個(gè)方向，但是不知道從哪找該方向的文獻(xiàn)，有沒有大神也從事這個(gè)方向的研究，可以相互交流一下，我現(xiàn)在做的是LiTiCrO這種材料，做出來首效只有50%不到，首次充電容量能達(dá)到260mAh/g，50個(gè)循環(huán)后性能更差，不知道該如何改進(jìn)，并且現(xiàn)在還不確定自己所做的材料是否如參考文獻(xiàn)所說的，是陽離子無序正極材料，求大神解答，拜托！ Science：新型鋰電正極材料——陽離子無序氧化物 正極材料在鋰離子電池中扮演著非常關(guān)鍵的角色，它直接影響著鋰離子電池的性能、成本、重量和體積。目前，廣泛應(yīng)用的鋰離子電池正極材料往往是有序緊密堆積排列的氧化物，如典型的巖鹽結(jié)構(gòu)和尖晶石結(jié)構(gòu)鋰離子過渡金屬氧化物，而對無序結(jié)構(gòu)材料的關(guān)注甚少。正極材料的有序結(jié)構(gòu)一直被認(rèn)為是獲得高容量和高循環(huán)性能的重要條件。然而，近日麻省理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的Gerbrand Ceder研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)：將陽離子無序氧化物L(fēng)i1.211Mo0.467Cr0.3O2（LMCO）作為鋰離子電池正極材料，具有比層狀氧化物正極材料更高的容量與穩(wěn)定性。該成果已在2014年01月09日的《Science》雜志網(wǎng)絡(luò)版《Sciencexpress》上發(fā)表。 該研究中LMCO采用固相法制備而成，呈現(xiàn)層狀巖鹽結(jié)構(gòu)，但在幾次充放電循環(huán)后轉(zhuǎn)化為無序巖鹽結(jié)構(gòu)，混排有大量的過渡金屬陽離子。雖然陽離子的混排一度被認(rèn)為是致使循環(huán)性能大幅下降的元兇，但該無序結(jié)構(gòu)的LMCO具有非常好的循環(huán)性能。特別是經(jīng)過碳包覆的LMCO，在C/20充放電倍率下循環(huán)10周后，比容量仍可達(dá)265.6 mAh/g。這在層狀鋰離子過渡金屬氧化物中都很少能夠做到。 文章指出，在無序巖鹽結(jié)構(gòu)中，鋰離子和過渡金屬陽離子各自占據(jù)著八面體中的立方晶格，鋰離子的擴(kuò)散通過八面體位之間的躍遷完成，中間需通過一個(gè)四面體位（o-t-o擴(kuò)散模式）。鋰離子在四面體位呈現(xiàn)激活狀態(tài)，該激活態(tài)鋰離子與4個(gè)八面體位共面，分別是鋰離子自身起初占據(jù)的隙位及其將要占據(jù)的隙位，還有兩個(gè)可被鋰離子與過渡金屬陽離子占據(jù)的隙位。該激活態(tài)能量決定了鋰離子的遷移阻力，主要由激活態(tài)鋰離子和共面陽離子之間的靜電排斥力來決定，取決于以下兩個(gè)因素：（1）共面陽離子的化合價(jià)；（2）激活態(tài)鋰離子與共面陽離子之間的可弛豫空間。該空間可通過層狀結(jié)構(gòu)中的鋰離子插層間距來衡量，也可通過弛豫發(fā)生的空間——四面體高度來衡量。 由于存在兩個(gè)共面陽離子時(shí)，將對激活態(tài)鋰離子產(chǎn)生較強(qiáng)的靜電排斥，因此鋰離子主要通過雙空位機(jī)制進(jìn)行擴(kuò)散。在無序巖鹽結(jié)構(gòu)中，這一機(jī)制可通過無共面過渡金屬陽離子擴(kuò)散通道（0-TM通道）和單共面過渡金屬陽離子通道（1-TM通道）實(shí)現(xiàn)。其中，在經(jīng)典的層狀鋰離子過渡金屬氧化物中，鋰離子擴(kuò)散就是通過1-TM通道實(shí)現(xiàn)的。為了研究在無序的LMCO中，哪種通道可以實(shí)現(xiàn)合理的鋰離子躍遷速率，文章通過密度泛函理論（DFT）對兩種通道中的鋰離子遷移阻力進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明，0-TM通道中的鋰離子遷移阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于1-TM通道中的鋰離子遷移阻力，室溫下鋰離子在0-TM通道中的躍遷速率約為1-TM通道中的4400倍。 這是由于 1-TM通道的四面體高度較小，導(dǎo)致其在無序化材料中幾乎關(guān)閉。而0-TM通道雖然使用頻率較低，但在無序化巖鹽狀材料中保持暢通。那么，只要鋰離子過量，0-TM通道即可使其擴(kuò)散更加容易。而0-TM通道要想主導(dǎo)鋰離子的擴(kuò)散，其必須在整個(gè)材料內(nèi)部保持連續(xù)，形成不被1-TM通道和2-TM通道干擾的逾滲網(wǎng)絡(luò)。文章對巖鹽狀鋰離子過渡金屬氧化物中的0-TM通道何時(shí)開始逾滲，以及哪部分鋰離子會成為逾滲網(wǎng)絡(luò)中的一部分這兩項(xiàng)問題展開了研究。結(jié)果表明，0-TM通道只有在LixTM2-xO2中的鋰含量x約超過1.09時(shí)才能開啟逾滲網(wǎng)絡(luò)；而在達(dá)到此逾滲閾值后，隨著鋰含量x的繼續(xù)增加，將產(chǎn)生更多的0-TM通道，從而形成連續(xù)性更強(qiáng)的逾滲網(wǎng)絡(luò)。 文章所研究材料LMCO的鋰含量x>1.09，因此其0-TM通道可以開啟滲濾網(wǎng)絡(luò)，從而保證了無序結(jié)構(gòu)下的鋰離子擴(kuò)散。這一原理同時(shí)也完美地解釋了以往無序結(jié)構(gòu)不受歡迎的原因——大部分鋰離子過渡金屬氧化物正極材料的化學(xué)式為LiTMO2，其鋰含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于0-TM通道滲濾閾值，因此在無序結(jié)構(gòu)下0-TM通道與1-TM通道均無法有效發(fā)揮作用，從而導(dǎo)致了電池容量的大幅下降。 文章提出的0-TM通道滲濾網(wǎng)絡(luò)原理也可應(yīng)用在制備其它高性能無序鋰離子過渡金屬氧化物材料中。這一研究將陽離子無序氧化物提上了高容量、高能量密度鋰離子電池正極材料的舞臺，為高性能鋰離子電池的研究開辟了新方向。 原文章： Unlocking the Potential of Cation-Disordered Oxides for Rechargeable Lithium Batteries. Jinhuyk Lee, Alexander Urban, Xin Li, Dong Su, Geoffroy Hautier, Gerbrand Ceder. Science. 1246432. pp. 1-6 (2014) |
回復(fù)此樓» 猜你喜歡
關(guān)于碳量子點(diǎn)抗菌的研究
已經(jīng)有15人回復(fù)
-
南大化學(xué)調(diào)劑
已經(jīng)有11人回復(fù)
-
物理化學(xué)論文潤色/翻譯怎么收費(fèi)?
已經(jīng)有155人回復(fù)
-
硫酸鈉溶液濃度與密度曲線
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
0703調(diào)劑
已經(jīng)有4人回復(fù)
-
1
已經(jīng)有21人回復(fù)
-
0703 調(diào)劑
已經(jīng)有5人回復(fù)
-
招收
已經(jīng)有0人回復(fù)
-
西南某211招27屆博士
已經(jīng)有30人回復(fù)
-
大連工業(yè)杰青/長江團(tuán)隊(duì)-生物質(zhì)材料-儲能電池方向招收2026級博士生
已經(jīng)有0人回復(fù)
» 本主題相關(guān)商家推薦: (我也要在這里推廣)
» 本主題相關(guān)價(jià)值貼推薦，對您同樣有幫助:
- 轉(zhuǎn)空間群后無序
已經(jīng)有3人回復(fù)
- 石墨材料與硬碳材料在嵌入、脫出鋰離子方面的差異
已經(jīng)有8人回復(fù)
- Science：新型鋰電正極材料——陽離子無序氧化物
已經(jīng)有29人回復(fù)
- 請教：關(guān)于鋰電正極材料陽離子有序問題的理解
已經(jīng)有21人回復(fù)
- 【交流】做洗滌產(chǎn)品為什么一般是陰離子和非離子復(fù)配，陽離子主要是干什么的呢
已經(jīng)有10人回復(fù)
- 【專題】動力鋰離子電池正極材料路線日趨明朗
已經(jīng)有45人回復(fù)
- 【專題】原創(chuàng)經(jīng)典-各專家對鋰離子電池容量衰減原因分析
已經(jīng)有140人回復(fù)
ywuweizi
版主 (著名寫手)
- ECEPI: 5
- 應(yīng)助: 592 (博士)
- 貴賓: 0.059
- 金幣: 14404.6
- 散金: 721
- 紅花: 198
- 沙發(fā): 1
- 帖子: 2616
- 在線: 859.9小時(shí)
- 蟲號: 850237
- 注冊: 2009-09-17
- 性別: MM
- 專業(yè): 電化學(xué)
- 管轄: 電化學(xué)
2樓2016-12-29 10:49:53
3樓2016-12-29 13:03:38
|
陽離子無序，氧流失是導(dǎo)致循環(huán)性能差的一大因素，我認(rèn)為可以通過包覆，減少氧的流失，提高循環(huán)性能 發(fā)自小木蟲Android客戶端 |
4樓2017-03-18 21:27:15
5樓2017-03-25 16:01:06
相關(guān)版塊跳轉(zhuǎn)
我要訂閱樓主 li_shuai187 的主題更新
| 5 | 1/1 | 返回列表 |
| 最具人氣熱帖推薦 [查看全部] | 作者 | 回/看 | 最后發(fā)表 | |
|---|---|---|---|---|
|
[考研] 一志愿北京化工大學(xué)070300 學(xué)碩336求調(diào)劑 +3 | vv迷 2026-03-21 | 4/200 |
|
|---|---|---|---|---|
|
|
[考研] 280求調(diào)劑 +11 | 咕嚕曉曉 2026-03-18 | 12/600 |
|
|
|
[考研] 085600材料與化工306 +3 | z1z2z3879 2026-03-21 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 求調(diào)劑 +3 | 白QF 2026-03-21 | 3/150 |
|
|
[考研] 化學(xué)求調(diào)劑 +4 | 臨澤境llllll 2026-03-17 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 一志愿 西北大學(xué) ，070300化學(xué)學(xué)碩，總分287，雙非一本，求調(diào)劑。 +3 | 晨昏線與星海 2026-03-18 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 考研調(diào)劑求學(xué)校推薦 +3 | 伯樂29 2026-03-18 | 5/250 |
|
|
|
[考研]
 材料與化工 322求調(diào)劑
+4
|
然11 2026-03-19 | 4/200 |
|
|
|
[考研] 一志愿中南化學(xué)（0703）總分337求調(diào)劑 +8 | niko- 2026-03-19 | 9/450 |
|
|
|
[考研] 求調(diào)劑一志愿南京航空航天大學(xué)289分 +3 | @taotao 2026-03-19 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 一志愿 南京航空航天大學(xué)大學(xué) ，080500材料科學(xué)與工程學(xué)碩 +5 | @taotao 2026-03-20 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 招收調(diào)劑碩士 +4 | lidianxing 2026-03-19 | 12/600 |
|
|
|
[考研] 材料考研調(diào)劑 +3 | xwt。 2026-03-19 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 344求調(diào)劑 +6 | knight344 2026-03-16 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 生物學(xué)071000 329分求調(diào)劑 +3 | 我愛生物生物愛?/a> 2026-03-17 | 3/150 |
|
|
|
[考研] 334求調(diào)劑 +3 | 志存高遠(yuǎn)意在機(jī)?/a> 2026-03-16 | 3/150 |
|
|
|
[碩博家園] 湖北工業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)與健康學(xué)院-課題組招收2026級食品/生物方向碩士 +3 | 1喜春8 2026-03-17 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 材料專碩326求調(diào)劑 +6 | 墨煜姒莘 2026-03-15 | 7/350 |
|
|
|
[考研] 東南大學(xué)364求調(diào)劑 +5 | JasonYuiui 2026-03-15 | 5/250 |
|
|
|
[考研] 321求調(diào)劑 +5 | 大米飯！ 2026-03-15 | 5/250 |
|