具有 F 阴离子掺杂的 LiMn2O4 正极可提高锂离子电池的性能,Physical Chemistry Chemical Physics

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具有 F 阴离子掺杂的 LiMn2O4 正极可提高锂离子电池的性能
Physical Chemistry Chemical Physics ( IF 2.9 ) Pub Date : 2022-09-05 , DOI: 10.1039/d2cp02750j
Zijing Wan ₁ , Xiaoxue Jiang ₁ , Dongwei Xu ₁ , Xiaobing Luo ₁

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虽然被认为是锂离子二次电池的有希望的候选者，但尖晶石 LiMn ₂ O ₄由于 Jahn-Teller 效应、Mn 的溶解和充放电过程中晶格氧的损失，正极会遭受显着的容量衰减，从而阻碍了其更广泛的应用。在这项工作中，我们意识到小浓度的 F 掺杂可以提高电池电压并使用原子模型减少容量衰减。对于电压，F-掺杂在大脱锂下将电压提高到约 4.4 eV。对于容量衰减，它由于减少了晶格氧损失而延缓了容量衰减。F掺杂后释放氧的吉布斯自由能越大，表明晶格氧损失越大。此外，虽然 F 掺杂降低了 Mn 的平均化合价，但脱锂过程中 Mn ⁴⁺的存在通过降低 Jahn-Teller 效应发挥了积极作用。然而，由于锰^{尖晶石结构中的3+}离子会引起 Jahn-Teller 畸变，F 掺杂对 Jahn-Teller 畸变的影响是由 Mn⁴⁺和 Mn³⁺之间的竞争决定的。F掺杂在LiMn₂ O₄性能中的原子机制为开发具有卓越性能的尖晶石锂锰氧化物正极材料提供了新的见解。

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更新日期：2022-09-05

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