与汽油发动机相比，全世界电动汽车制造商都要求锂离子电池具有更高的能量和功率密度。虽然转化型金属氧化物是高容量负极的理想材料，但其低的初始库仑效率（ICE）和较差的容量保持性能仍阻碍了其应用研究。

近日，韩国产业技术大学Ji Heon Ryu，韩国岭南大学Taeho Yoon报道了通过电化学、光谱分析和计算机模拟，阐明了高容量过渡金属氧化物MoO₃独特的充放电转化反应机理。

文章要点

1）研究人员通过非原位X射线吸收光谱分析监测放电过程中氧化态的变化，特别是Mo的价态变化，解释了通过球磨控制粒度可以提高放电容量的原因。进一步对电池中电化学反应的原位分析将有助于阐明放电过程中Mo和Li部分的潜在过程，颗粒尺寸从微米到纳米尺度。

2）计算模型研究了MoO₃颗粒外部区域脱锂相的形成，这阻止了随后的脱锂相过程。纳米颗粒更有效地缓解了Li⁺浓度梯度，从而最大限度地减少了颗粒中残留的Li⁺。因此，多颗粒系统的先进计算可以更准确地预测和解释复合电极中的浓度梯度。

综上所述，这项研究介绍了一种简单快速的球磨方法来制备小于临界尺寸的颗粒，显著提高了脱锂量，改善了ICE和循环性能。这些结果为开发用于更高性能EVs和储能系统的转换型电极材料提供了一定启示。

参考文献

Jihyun Jang, et al, Concentration Gradient Induced Delithiation Failure of MoO₃ for Li-Ion Batteries, Nano Lett., 2022

DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04290

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c04290