富鋰層狀硫族化物使人們能夠更好地理解陰離子氧化還原過程及其高容量特性,同時提供了克服其電壓衰減和不可逆性限制的方法。索邦大學Jean-Marie Tarascon、蒙彼利埃大學Marie-Liesse Doublet報道了通過陰離子取代(Se代替S)或陽離子取代(Fe代替Ti)觸發Li2TiS3中陰離子活性的可行性。
本文要點:
1) 作者探索了硫族化物的化學空間,以制備單取代的Li1.7Ti0.85Mn0.45Ch3(Ch=S/Se)和雙取代的陽離子和陰離子相(Li1.7Ti0.85Fe0.45S3-zSez)。對于特定的組合物,作者在去除Li時觀察到結構上的O3到O1相變,由于動力學限制,這在Li重新插入時是不可逆的,并對長期循環性能產生負面影響。
2) 密度泛函理論(DFT)計算證實了O3/O1相的相對穩定性,并指出了TM摻雜中細微的電子差異。該發現為結構穩定性和電子穩定性之間的聯系提供了進一步的見解,這對設計硫族化物基陰離子氧化還原化合物具有重要意義。
Jacques Louis et.al Effect of the Nature of Both Cation and Anion Substitution on the Structural Symmetry of Li-Rich 3d-Metal Chalcogenide Electrodes Adv. Energy Mater. 2023
https://doi.org/10.1002/aenm.202302158