眾所周知,LiFePO4(LFP)晶體單個晶胞內的Li/Fe無序化一直困擾著它們的可逆Li+存儲、容量以及使用壽命,對可持續電池技術構成了巨大挑戰。然而,這種無序化的原子機制很少被探索,更不用說重新排序反位Li/Fe和恢復LFP的有效策略了。
近日,華中科技大學黃云輝教授,溫州大學Yifei Yuan,燕山大學Anmin Nie報道了高溫沖擊(HTS)技術來觸發反位Li-Fe對的原子級“跳躍”運動:當高溫場瞬時施加到每個塊狀LFP晶體中時,Li-Fe原子間重排在幾毫秒內從一個晶胞迅速而連貫地發生到另一個晶胞,遠遠超過了潛在有害副反應(如雜質擴散和LFP相變)的發生。
文章要點
1)結合深入的原子分辨顯微成像、理論計算和性能評估,研究人員確定了三種類型的Li/Fe無序,并在數秒內有效修復,同時具有優異的電化學性能。
這項工作不僅揭示了LFP系統的無序和重排基礎,還提出了一種高效、可持續的策略來再生老化和退化的LFP,具有先進的性能和顯著的技術經濟效益。
參考文獻
Yaqing Guo, et al, Atomistic Observation and Transient Reordering of Antisited Li/Fe Defects toward Sustainable LiFePO4, Energy Environ. Sci., 2024
DOI: 10.1039/D4EE01622J