一种在高压阴极中阻止析氧的方法

为了支持每天开发的无数电子设备的运行，研究人员将需要开发越来越先进的电池技术。锂离子电池(LiB)是全球使用最多的可充电电池之一，仍有很大的改进空间。

LiB是包含一个或多个锂离子电池以及保护电路板的电池。在这些电池中，锂离子在阴极(即正极)和阳极(即负极)之间移动，而电子在电池的外部电路中以相反的方向移动。

虽然LiB现在在全球范围内广泛使用，但它们仍然有一些显着的局限性。例如，已知LiB中的高能量密度阴极容易受到不稳定的氧损失和快速降解的影响。这会大大限制某些锂基电池的稳定性和安全性，增加氧化物或氧自由基与电池中有机电解质相互作用的风险。

因此，一些电池开发人员建议，在LiB中使用高能阴极通常是不安全和不可取的。北京大学，清华大学，中国科学院和麻省理工学院(MIT)的研究人员发表了一篇论文，介绍了一种有助于克服与在LiB中使用高能阴极相关的挑战的策略。该研究发表在《自然能源》杂志上。

“我们发展了高压诱导的析氧危机的基础理论，并报告了一种镧化过程，以调节常规表面掺杂以外的能源材料的近表面结构，”蔡明志，Dong杨浩及其同事在他们的论文中写道。“使用 LiCoO2以共瘦/自由高能量密度层状阴极为例，我们展示了有效的表面钝化、抑制表面降解和改善的电化学性能。

从本质上讲，Cai，Dong和他们的同事创造了具有高电子导电性但低氧离子电导率的钙钛矿表面层。然后，他们表明该层可以充当氧“缓冲器”，动态抑制析氧反应(OER)，同时保持LiB中高能阴极的正确功能。

研究人员使用的方法基于所谓的镧化过程。发现该过程可以成功稳定高能量密度LiB中的高压循环，从而提高其安全性和稳定性。

“高压循环稳定性已大大增强，与Li+ / Li相比高达4.8 V，包括在实用的袋式全电池中，”Cai，Dong及其同事在他们的论文中写道。“卓越的性能植根于工程表面结构和合成方法的可靠性。设计的表面相在高压下阻止了析氧反应。

该研究小组最近的研究揭示了通过高氧活性钝化，选择性化学合金化和应变工程进行表面工程和涂层的新加工机会。他们制定的策略最终可以为LiB和其他更稳定可靠的电池解决方案的开发提供信息，特别是在高压循环期间。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！