上海科技大学谢静：尖晶石锰酸锂8a四面体位置的表面镁取代抑制了锰的溶解并提高了循环稳定性
论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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ACS Energy Letters
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Surface Magnesium Substitution at Spinel Lithium Manganate 8a Tetrahedral Sites for Suppressed Manganese Dissolution and Enhanced Cycle Stability
Yang S.; Yan P.; Bao W.; Zhu H.; Cai X.; Zhao L.; Zhang Y.; Lin W.; Deng Y.; Wu Y.; Xie J.
Published：2023-01-01
DOI：10.1021/acsenergylett.3c01560
研究背景
随着社会的发展，电动汽车等新能源车辆逐渐成为人们的首选，而电池作为其核心部件之一，也受到了广泛的关注。然而，目前电池的使用寿命和安全性仍然存在着很大的问题。其中，锂离子电池的正极材料-尖晶石锰酸锂(LiMn<sub>2</sub>O<sub>4</sub>)的表面降解和锰离子溶解是导致电池寿命短的主要原因之一。因此，如何解决这个问题一直是锂离子电池领域的研究热点。
研究内容
近日，一篇发表在ACS Energy Letters上的论文提出了一种新的解决方案，即在尖晶石锰酸锂的8a四面体位点上表面掺杂镁离子，以显著抑制尖晶石表面演化和锰离子的溶解。研究人员使用原子层沉积(ALD)涂层和退火技术引入了总微量镁表面掺杂(0.3 wt %)的LiMn<sub>2</sub>O<sub>4</sub>正极材料，经过250次循环后，电池容量保持率达到了98.6%。研究表明，通过表面掺杂的方法可以显著提高锂离子电池的循环寿命和安全性。
研究意义
这项研究的创新点在于，通过在特定的位点表面掺杂少量的镁离子，成功地抑制了尖晶石表面演化和锰离子的溶解，从而提高了电池的循环寿命和安全性。该研究为锂离子电池领域提供了一种新的解决方案，具有重要的实际应用价值。
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