阴离子氧化还原导致异常容量超过层状氧化物的理论极限。然而,由于结构重排和潜在的氧损失,实现双高活性和可逆性极具挑战性。近日,引入Li-6Mn超晶格材料已经取得了重要进展,特别是在优异的容量方面。Mg-6Mn超晶格的引入防止了氧损失,同时表现出过量的容量。
近日,南京大学周豪慎教授,南京大学深圳研究院Shaohua Guo在Na2/3[Li1/7Mn5/14][Mg1/7Mn5/14]O2层状正极中展示了一种双蜂窝超晶格(表示为LiMn6-MgMn6),以同时增强阴离子氧化还原的活性和可逆性。Li-6Mn超晶格激活了阴离子氧化还原活性,从而保证了285.9 mAh g-1的创记录放电容量。
文章要点
1)密度泛函理论(DFT)计算、X射线吸收光谱(XAS)和X射线光电子能谱(XPS)测试表明O参与了氧化还原反应。
2)可逆性的保持归因于当Li+从TM层中以较高的去离子程度去除时,以Mg-6Mn超晶格为支柱,防止了空位团簇、氧的析出和结构完整性的缺陷,导致了良好的循环性,在1 C(100 mA g-1)下循环50次后,仍保持了85.5%。
3)原位X射线衍射(XRD)显示出良好的结构可逆性。核磁共振分析表明,与Na0.78Li0.26Mn0.74O2(LiMn6)相比,Li+设法回到了TM层的原始蜂窝状位置。
参考文献
Qi Wang, et al, Dual Honeycomb-Superlattice Enables Double-High Activity and Reversibility of Anion Redox for Sodium-Ion Battery Layered Cathodes, Angew. Chem. Int. Ed. 2022
DOI: 10.1002/anie.202206625
https://doi.org/10.1002/anie.202206625