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王崇民&陈国英AM： 氟化提高无序岩盐正极的表面稳定性

Bunnny
2021-12-16


阳离子无序岩盐 (DRX) 氧化物是下一代锂离子电池中一种很有前途的新型高能量密度正极材料。然而，它们在循环过程中的容量衰减是一个重大挑战。部分氟 (F) 取代氧 (O) 晶格似乎是提高循环稳定性的有效策略，但潜在的原子机制仍然难以捉摸。近日，西北太平洋国家实验室王崇民研究员和劳伦斯伯克利国家实验室陈国英研究员等人报道了氟化程度对无序岩盐正极的表面稳定性的影响。

文章要点

1）结合先进的基于透射电子显微镜的成像和光谱技术，探索了随着 F 含量（Li-Mn-Nb-O-Fx，x = 0, 0.05, 0.2) 增加，Mn 基DRX正极循环时的结构和化学演变。揭示了高水平氟化对增强 DRX 表面稳定性的有益作用背后的原子起源。

2）由于O氧化还原活性降低，同时F浓度增加，DRX 晶格中的F减轻了循环时O缺乏表面层的形成。对于低 F 取代的 DRX，表面附近的O损失导致在延长循环后形成非晶正极-电解质界面层和纳米级空隙。 DRX 晶格中F浓度的增加使O损失和 DRX 与液体电解质之间的界面反应最小化，增强了DRX的表面稳定性。

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参考文献：

Linze Li, et al. Fluorination Enhanced Surface Stability of Disordered Rocksalt Cathodes. Adv. Mater. 2021.

DOI: 10.1002/adma.202106256

https://doi.org/10.1002/adma.202106256




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