中國儲能網(wǎng)訊：日本京都大學(xué)在鋰電池正極材料上取得進展
文章信息
技術(shù)領(lǐng)域：鋰電池正極材料
開發(fā)單位：京都大學(xué) Toshiyuki Matsunaga
文章名稱：Aierxiding Abulikemu, Toshiyuki Matsunaga, et al. Rocksalt type Li2Nb0.15Mn0.85O3 without structure degradation or redox evolution upon cycling. Journal of Alloys and Compounds, 2020.
技術(shù)突破：巖鹽型Li2Nb0.15Mn0.85O3相比于其他Li2MnO3基富鋰正極材料具有更佳的容量保持率，在多次循環(huán)后仍可保持98%的庫倫效率。
應(yīng)用價值：可用于長周期循環(huán)壽命和高可逆容量的富鋰正極材料。
層狀Li2MnO3基富鋰正極材料的電壓和容量衰減現(xiàn)象是影響其應(yīng)用的主要問題。近年來，已有大量這方面的研究。
圖1. (a) 充放電性能 (b) 10 mAg-1 恒定電流循環(huán)100次后Li2Nb0.15Mn0.85O3材料的dQ/dV 圖像
來自日本京都大學(xué)的研究人員對巖鹽型Li2Nb0.15Mn0.85O3進行了大量的分析研究，其首次充電過程是與Li2MnO3進行氧化還原反應(yīng)的，結(jié)果表明相比于其他Li2MnO3基富鋰正極材料具有更佳的容量保持率。該材料雖在初次循環(huán)中存在電壓衰減與超電勢現(xiàn)象，但強X射線衍射表明，即使存在大量的鋰空位，其仍可保持巖鹽結(jié)構(gòu)且無尖晶石變質(zhì)或陽離子有序化的趨勢。XAS結(jié)果進一步表明從第二個循環(huán)開始此材料沒有明顯的氧氣氧化還原活性，且氧化還原循環(huán)中Mn的范圍幾乎沒有變化。總之，巖鹽型Li2Nb0.15Mn0.85O3在多次循環(huán)后仍可保持98%的庫倫效率。因此，無序的富鋰正極材料可在室溫條件下保持較長的周期循環(huán)壽命與高可逆容量，并且電壓衰減問題未來可以容易地在實際應(yīng)用中得到解決。
推薦相關(guān)閱讀：
湖南大學(xué)在鋰電池負極材料上取得進展
文章信息
技術(shù)領(lǐng)域：鋰電池負極材料研究
開發(fā)單位：湖南大學(xué) Pengbin He
文章名稱：Daxiong Wu, Pengbin He, et al. Porous bowl-shaped VS2 nanosheets/graphene composite for high-rate lithium-ion storage. Journal of Energy Chemistry, 2020.
技術(shù)突破：基于一種新型溶劑熱方法以制備單層碗狀NH3嵌入的VS2納米層，制備出的H-VS2/rGO具有出色的倍率性能和更長的循環(huán)穩(wěn)定性：在電流密度為1/10A g?1時，平均容量高達868/525 mAh g?1，在150/500次電流密度為0.2/1A g?1的循環(huán)后，可逆容量為1177/889 mAh g?1。
應(yīng)用價值：研發(fā)的新型溶劑熱方法可為單分散超薄VS2納米片的制備起到指導(dǎo)作用。
二維層狀二硫化釩由于具有較高的理論容量，是一種很有前景的鋰離子電池（LIB）負極材料。然而，合成單分散超薄VS2納米片仍然存在困難。
圖1 . （a）單分散碗狀VS2納米片的溶劑熱生長過程示意圖；（b）H-VS2以及 H-VS2@rGO復(fù)合材料的形成；（c） 相應(yīng)結(jié)構(gòu)的示意結(jié)構(gòu)
來自湖南大學(xué)的科研人員研發(fā)出一種新型溶劑熱方法以制備單層碗狀NH3嵌入的VS2納米層。這種獨特結(jié)構(gòu)的形成是由阻止（001）或（002）晶面在晶體中的生長結(jié)合熱力學(xué)熟化過程引起。Ar/H過程中的的退火處理產(chǎn)生了多孔單層VS2(H-VS2)，隨后其與氧化石墨烯整合（結(jié)合還原過程）形成多孔單分散H-VS2 / rGO復(fù)合材料。作為一種鋰離子電池負極材料，H-VS2 /rGO具有出色的倍率性能和更長的循環(huán)穩(wěn)定性：在電流密度為1/10A g?1時，平均容量高達868/525mAh g?1，在150/500次電流密度為0.2/1A g?1的循環(huán)后，可逆容量為1177/889 mAh g?1。如此優(yōu)異的電化學(xué)性能可歸功于用于鋰存儲的活性位點的增加，體積比的降低，多孔結(jié)構(gòu)引起的鋰離子擴散縮短以及石墨烯納米片的保護作用。
