近期，中国科学院合肥物质科学研究院等采用组分梯度策略，实现了对富锂锰基锂离子电池正极材料内部应力分布与电子结构的精准调控，并借助电池原位磁性技术，揭示了材料在电化学反应过程中磁结构的演化规律与反应机制。
为突破电动汽车的续航瓶颈，满足规模储能对高能量密度电池的需求，开发下一代高能量密度锂离子电池正极材料已成为能源材料研究领域的核心课题。富锂锰基正极材料被认为是推动锂离子电池能量密度迈向500Wh kg-1级别的候选材料之一。然而，晶格氧参与氧化还原过程带来了较多问题，制约了其实际应用与产业化进程。因此，理解并精准调控材料中氧的氧化还原行为，是提升富锂锰基正极材料电化学性能的关键。
研究团队采用全浓度梯度设计方案，合成了一种从颗粒中心到表面锰含量逐渐降低、镍含量逐渐升高的富锂锰基材料。该梯度结构能缓解充放电过程中锂离子不均匀脱嵌引发的内部应力积累，显著增强了材料的结构稳定性。电化学测试结果表明，该材料在1C倍率下放电容量可达216mAh g-1，在2C倍率下循环200圈后容量保持率高达91.8%，呈现出优异的循环稳定性与倍率性能。
研究基于自主研制的高精度电池原位磁性测试系统，对材料在充放电过程中的磁化强度演化行为，进行了动态追踪。研究发现，在氧氧化还原主导的高电压阶段，梯度结构材料的磁化强度呈现出相对平稳的变化趋势，表明梯度策略能够有效调控Mn与O周围的局域电子结构，维持Mn–O轨道的稳定杂化，进而抑制不可逆O–O二聚体的形成，提升氧氧化还原反应的可逆性。
该研究提出了通过组分梯度设计优化富锂锰基正极材料性能的有效途径，为发展高比能富锂锰基正极材料提供了理论依据与技术支撑，对推动高能量密度锂离子电池的研发与产业化具有指导意义。
相关研究成果发表在《纳米快报》（Nano Letters）上。研究工作得到中国科学院等的支持。
论文链接
复旦大学公共卫生学院教授余宏杰联合英国牛津大学教授Moritz Kraemer、比利时鲁汶大学教授Philippe Lemey、英国皇家兽 2024年11月14日，浙江省湖州市长兴县水木花都幼儿园组织开展“留住文化根脉 玩转非遗皮影”活动，孩子们近距离接触皮影戏艺术，学习皮影戏表演技艺，了解非遗知识，感受传统文化的魅力。浙江省湖州市 中国教育报-中国教育新闻网讯（记者 刘玉）记者近日获悉，辽宁在全省14个市共设计了46条精品研学路线，并由鲁迅美术学院全国高校黄大年式教师团队设计制作了14张研学路线图，以此进一步丰富中小学研学 中国教育报-中国教育新闻网北京11月11日讯（记者 林焕新）“学前教育法共九章85条，短短的9000多字，浓缩了党的十八大以来学前教育跨越式发展的壮阔历程，凝聚了各地各部门大胆探索实践的宝贵经验，也寄 教育部办公厅关于公布2024年通过普通高等学校师范类专业认证及认证中期审核专业名单的通知教师厅函〔2024〕20号各省、自治区、直辖市教育厅（教委），新疆生产建设兵团教育局，部属有关高等学校：根据 党的十八大以来，天津市委、市政府深入学习贯彻习近平总书记关于教育的重要论述，全面落实党中央、国务院决策部署和全国教育大会精神，坚守为党育人、为国育才的初心使命，教育强市建设取得积极进展 。本文链接：研究提出高比能梯度富锂锰基正极反应机制http://www.sushuapos.com/show-12-2610-0.html
声明：本网站为非营利性网站，本网页内容由互联网博主自发贡献，不代表本站观点，本站不承担任何法律责任。天上不会到馅饼，请大家谨防诈骗！若有侵权等问题请及时与本网联系，我们将在第一时间删除处理。
上一篇： 科研人员破解肿瘤微环境免疫治疗耐药的密码