人們在尋找高能量密度的材料應用于Na離子電池過程中發現缺少Na的插層化合物并且具有可以發生氧化還原的晶格氧是具有前景的高能量電極材料。但是在鈉化/脫鈉的動態過程中,陰離子的氧化還原反應通常面臨著比較差的電化學可逆性以及不友好的結構變化。
有鑒于此,西安交通大學的王鵬飛教授、肖冰教授、東北師范大學吳興隆教授等利用Li軌道雜化策略在P2層狀材料Na43/60Li1/20Mg7/60Cu1/6Mn2/3O2 (P2-NaLMCM′)中構筑Na-O-Li結構。
本文要點
(1)
Li+離子電池具有較低的電負性,能夠保留在過渡金屬的層板內,因此能夠將非雜化的O 2p軌道在高電荷態條件下保持氧原子的氧化還原穩定性。通過減少O-O層之間的靜電排斥,緩解高充電狀態棱柱材料結構轉變為Z晶相共生結構。
(2)
在0.05 C,P2-NaLMCM′得到183.8 mAh g-1的容量,而且在2.0-4.5 V電壓區間200圈循環后容量仍保留80.2 %。這項研究有助于氧的氧化還原化學研究,有助于穩定高能量電池的結構穩定性。
參考文獻
Haojie Dong, Haoliang Liu, Yu-Jie Guo, Yi-Hu Feng, Xu Zhu, Shao-Wen Xu, Fengxiang Sui, Lianzheng Yu, Mengting Liu, Jin-Zhi Guo, Ya-Xia Yin, Bing Xiao*, Xing-Long Wu*, Yu-Guo Guo, and Peng-Fei Wang*, Lithium Orbital Hybridization Chemistry to Stimulate Oxygen Redox with Reversible Phase Evolution in Sodium-Layered Oxide Cathodes, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c04814
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c04814