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World File Search SystemLiNiO
先进高性能计算的最新进展与展望
enough 及其同事 [2] 发现 LiCoO 2 正极可以在 3–4.3 V 相对于 Li + /Li 0 的范围内提取大量的 Li +。1982 年，Yazami 和 Touzain 报道了以石墨为固体电解质时 Li + 离子的电化学活性，这成为了商业化锂离子电池 (LIB) 的重要基础。 [3] 1985 年，Yoshino 发明了一种由 LiCoO 2 正极和碳质负极组成的新电池，它显示出合理的可逆容量和显著增强的循环性能。 [4] 随后，索尼于 1991 年将 LIB 商业化；与镍镉和镍氢电池相比，它们表现出更高的质量能量密度和体积能量密度。 [5] 由于其高可逆容量和可观的日历寿命，LIB 已广泛应用于消费产品（如相机和笔记本电脑）和纯/混合动力 (H) 电动汽车 (EV)。根据组成 LIB 的元素价格表，钴（15.54 美元）比镍、锰和铝贵，后三种元素的价格分别为 5.90 美元、1.06 美元和 0.77 美元 LB −1（2020 年 2 月 6 日的实时价格，http://www.infomine. com/investment/metal-prices/）。这促使人们寻找低成本、高容量的替代正极材料，以推广采用 LIB 作为电源的 EV/HEV（图 1 a）。[6] 用层状结构中的其他元素取代钴可能会获得优异的电池性能。例如，富镍的 Li[Ni1−x−yCoxMny]O2 具有高容量（200–250mAhg−1）和高电压操作（≈3.8V vs Li0/Li+）以及更好的化学稳定性，由于 Ni3+/4+（eg）氧化还原能与 Co3+/4+（t2g）和 Mn3+/4+（t2g）带上方的 O2−2p 带顶部没有明显的重叠，所以氧损失更少。 [7,8] 然而，由于 Li+ 和 Ni 2+ 的离子半径相似（0.76 Å），合成化学计量的 LiNiO 2 很困难，即在合成过程中，Ni 2+ 很容易占据锂板中的 3b 锂位并形成[Li 1-xNix]3a[Ni1-x]3b[O2]6c。锂层中的 Ni 2+ 不仅阻碍了 Li+ 的顺利扩散，而且导致不可逆容量和较差的循环寿命。[9] 通常，LiNiO 2 在深度脱锂后表现出从第一个六方到单斜（H1 到 M），单斜到第二个六方（M 到 H2），最后从第二个六方到第三个六方（H2 到 H3）相的渐进相变，[10] 这限制了 LiNiO 2 的制备。
提高钛替代钠离子电池中Nanio2阴极的循环性能
抽象的O3型层状氧化物阴极（例如NANI 0.5 MN 0.5 O 2）由于其高理论特异性能力而引起了很大的关注，同时使用丰富的低成本钠作为互化物种。与锂类似物（Linio 2）不同，Nanio 2（NNO）表现出较差的电化学性能，这是由于结构不稳定性和下库仑效率而产生的。为增强其用于实际应用的可环性，NNO通过钛取代进行了修改，以产生O3型Nani 0.9 Ti 0.1 O 2（NNTO），该nno通过固态反应首次成功合成。使用多种表征技术详细研究了其出色性能背后的机制。nnto的特定排放能力约为190 mAh g -1，并且在循环中有多个相变的情况下，在2.0-4.2 V的潜在窗口中，即使在循环中存在多个相变。这种行为可以归因于取代基，这有助于维持NA缺陷相位的较大的SLAB距离，并通过降低镍的平均氧化状态来减轻Jahn-Teller活性。然而，高电位下的体积崩溃和不可逆的晶格氧损失仍然不利于NNTO。尽管如此，可以通过涂层和掺杂策略进一步提高性能。这不仅将NNTO定位为有前途的下一代阴极材料，而且还可以成为高能密度Na-ion电池领域的未来研究方向的灵感。