富Ni層狀氧化物是最重要的高能鋰電池正極活性材料,但是由于Ni/Li的反位無序(antisite disorder)現象產生結構損壞導致實用性受到影響,產生嚴重的人弄改良損失和壽命降低。
有鑒于此,天津大學孫潔教授等報道針對這一反位無序問題提出一種經濟且方便的解決方法,這種方法通過磁-電化學協同活化對Li離子電池的陽極電極進行活化。
這種方法導致Ni3+從高自旋變成低自旋,從而降低Ni-O-TM之間的超交換相互作用。而且,電化學反應導致Li+離子能夠脫離電極材料,促進Ni3+占據過渡金屬層,使得Li位點重新恢復,因此拓展了電池的循環壽命。
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這項策略能夠將低品質的陽極轉變為高品質陽極。通過優化陽離子占據的老化處理Li離子電池(SiC||NCM811,容量8 Ah)能夠提高容量10 %,1C的容量從6.49 Ah提高至7.14 Ah,表明這種升級再造過程(upcycling process)的優勢。
參考文獻
Gong, H., Cao, Y., Zhang, B. et al. Noninvasive rejuvenation strategy of nickel-rich layered positive electrode for Li-ion battery through magneto-electrochemical synergistic activation. Nat Commun 15, 10243 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-54641-z
https://www.nature.com/articles/s41467-024-54641-z