富锂正极材料展现出结合了阳离子和阴离子的氧化还原过程,目前急需解决一些实际瓶颈。其中,从基本热化学角度来看,大电压滞后仍然是不清楚的。
法国Charles Delacourt和Jean-Marie Tarascon团队通过等温量热法直接测量Li/Li2Ru0.75Sn0.25O3 (Li / LRSO)电池在各种循环条件下产生的热量来研究这个问题,LRSO是一个“模型”富锂层状正极材料,研究者展示了这种热量热力学如何与电池失活之间的关系,这对于实际应用至关重要,并进一步揭示了充电和放电时的阴离子氧化还原采用具有不同焓势的不同亚稳态路径,使得总Li含量不再保持独特的反应标准,与完全路径可逆的阳离子氧化还原不同。此外,还阐明了准静态电压滞后如何与非平衡熵产生的热耗散相关。
Gaurav Assat, Stephen L. Glazier, Charles Delacourt, Jean-Marie Tarascon, Probing the thermal effects of voltage hysteresis in anionic redox-based lithium-rich cathodes using isothermal calorimetry, Nature Energy, 2019.
DOI: 10.1038/s41560-019-0410-6