Ni3+抑制具有陰離子氧化還原活性鈉離子電池正極材料的電壓衰減

編號(hào)：CYYJ043334

篇名：Ni3+抑制具有陰離子氧化還原活性鈉離子電池正極材料的電壓衰減

作者：胡紫霖 牛耀申 容曉暉 胡勇勝

關(guān)鍵詞： 鈉離子電池 陰離子氧化還原 電壓衰減 單相固溶反應(yīng)

機(jī)構(gòu)： 中國(guó)科學(xué)院物理研究所清潔能源實(shí)驗(yàn)室

摘要： 由于鈉資源豐富,鈉離子電池在大規(guī)模儲(chǔ)能方面顯示出巨大的潛力。隨著近年來研究的深入,在正極材料中引入適量的陰離子氧化還原可以有效地提升鈉離子電池的能量密度,同時(shí)減少高成本過渡金屬元素如V、Co和Ni等的用量。有研究表明,材料循環(huán)過程中不可逆的氧損失以及Mn4+/Mn3+氧化還原的激活,導(dǎo)致了層狀氧化物正極材料持續(xù)的電壓衰減。本工作通過在Nax[Li,Ni,Mn]O2基鈉離子電池正極材料中引入Ni3+作為Mn4+/Mn3+氧化還原屏障,利用Ni3+/Ni2+的氧化還原代替Mn4+/Mn3+的氧化還原,成功抑制了材料的電壓衰減。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果顯示,改性材料在不損失容量的前提下,循環(huán)穩(wěn)定性得到明顯提升。X射線光電子能譜結(jié)果也驗(yàn)證了Ni3+的引入有利于維持材料多周循環(huán)后Mn價(jià)態(tài)的穩(wěn)定。