P2层状正极材料中不同的钠占位可以重组钠离子的分布,改变钠离子/空位的超结构,对充放电过程中钠离子的输运和储钠性能具有重要影响。
近日,复旦大学周永宁教授,Qin-Chao Wang,美国布鲁克海文国家实验室Xiao-Qing Yang报道了通过诱导Sb5+离子对过渡金属正下方的Na位的强排斥作用,成功地调整了P2-Na0.67[Mn0.66Ni0.33]O2正极中两种不同Na占位(过渡金属离子下方和氧离子下方)。
文章要点
1)结果表明,过渡金属离子正下方Na占有率的降低有利于提高P2层状正极材料的循环稳定性和倍率性能。
2)原位X射线吸收光谱表明,可逆的Mn3.3+/Mn4+和Ni2+/Ni3+氧化还原对分别在1.8-2.3和2.3-4.2 V的不同电压范围内起到电荷补偿作用。透射X射线显微镜揭示了整个电极颗粒上均匀的氧化还原反应。
3)Sb取代可以抑制高电压区的“P2-O2”相变,防止氧在a-b面上滑移,从而保证了循环过程中的结构稳定性。
参考文献
Qin-Chao Wang, et al, Tuning Sodium Occupancy Sites in P2-Layered Cathode Material for Enhancing Electrochemical Performance, Adv. Energy Mater. 2021
DOI: 10.1002/aenm.202003455
https://doi.org/10.1002/aenm.202003455