商品化锂离子电池正极材料LiFePO4(LFP)的实际容量与理论容量还有相当大的差距。
基于此,加拿大滑铁卢大学李玉宁教授报道了一种通过摇椅配位化学来释放LFP全部容量的新策略。
文章要点
1)研究人员将醋酸锌二乙醇胺配合物(Zn(OAc)2·DEA)用作LFP正极的功能性粘合剂,其中DEA中的N原子可以与Zn2+、Fe2+或Fe3+配位。键强顺序为Fe3+-N>Zn2+-N>Fe2+-N,使N原子在荷电态FePO4表面的Fe3+和放电态Zn(OAc)2表面的Zn2+之间摆动。
2)密度泛函理论(DFT)计算表明,DEA的吸附降低了Li+沿LFP[010]方向的表面带隙和扩散势垒,分别促进了电子导电和Li+扩散。
3)实验结果显示,Zn(OAc)2·DEA基LFP电极在0.2 C下的比容量为169 mAh g−1,接近170 mAh g−1的理论值。此外,该电极还具有优良的循环性能,在5 C下循环1500次,容量衰减率仅为0.03%。
参考文献
Zhong Ma, et al, Unleash the Capacity Potential of LiFePO4 through Rocking-Chair Coordination Chemistry, Adv. Funct. Mater. 2021
DOI: 10.1002/adfm.202108692
https://doi.org/10.1002/adfm.202108692