鋰離子電池在運輸和電網(wǎng)的脫碳中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，但它們依賴于高成本、地球上稀缺的鈷(通常用于高能層狀Li(NiMnCo)O2陰極),這引發(fā)了供應(yīng)鏈和可持續(xù)性問題。盡管進行了許多嘗試來解決這一挑戰(zhàn)，但從Li(NiMnCo)O2中消除Co仍然難以實現(xiàn)，因為這樣做會對其分層和循環(huán)穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。
布魯克海文國家實驗室Feng Wang和Jianming Bai等報道了合成缺鋰復合結(jié)構(gòu)LiNi0.95Mn0.05O2的合理化學計量控制，該結(jié)構(gòu)包括共生的層狀和巖鹽相，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的層狀結(jié)構(gòu)。
本文要點：
（1）
通過對煅燒過程的多尺度相關(guān)實驗表征和計算建模，作者揭示了Li缺乏在抑制巖鹽-層狀相變和晶體生長中的作用，導致在充電和放電期間具有期望的低各向異性晶格膨脹/收縮的小尺寸復合材料。
（2）
因此，缺鋰的LiNi0.95Mn0.05O2提供了90%的首次循環(huán)庫侖效率，90%的容量保持率，以及100次深度循環(huán)中接近零的電壓衰減，顯示了其作為可持續(xù)鋰離子電池的無鈷陰極的潛力。
參考文獻:
Chen, K., Barai, P., Kahvecioglu, O. et al. Cobalt-free composite-structured cathodes with lithium-stoichiometry control for sustainable lithium-ion batteries. Nat Commun 15, 430 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-023-44583-3
https://doi.org/10.1038/s41467-023-44583-3
