1.P3-Na0.6O2 Schichtoxid elektrochemischen Eigenschaften: Typische Ladungs-Entladungs-Kurve an (A) 0,1 C und 2,0 C-Rate, (B) zyklische Leistung bei 0,1 C und 2,0 C-Rate.
Figure 2. Vergleich von nPDF und xPDF für den initialen und geladenen Zustand von P3-Na0.6'Li0.2Mn0.8'O2
Abbildung 3. Analyse der Ladungszustandsstruktur auf der Grundlage der Neutronenbeugung
Eingebettete Übergangsmetallschichtoxide (AMO2, A = Li + oder Na +, M = Übergangsmetall) ist wichtig für eine Lithiumionen / Natriumionen-Batterie mit dem positiven Elektrodenmaterial. Traditionell ist die Oxidation des Übergangsmetall-Reduktionsreaktion liefert Ionen de-embedding Material während des Ladungsausgleichs, so dass die Kapazität des positiven Elektrodenmaterials zu einem geschichteten Oxidmaterials, das Übergangsmetall Redoxpotential. jedoch ist dieses traditionelle Konzept als ein Lithium-Ionen-Batterie mit dem positiven Elektrodenmaterial Lithium-reichen Schichtoxid (O3 Struktur Li begrenzt ‚LixM1-x'O2) Entdeckungen in Frage gestellt. Lithium reiche Materialien mit ultrahoher reversible spezifischer Kapazität (300 mAh / g), aber die Quelle hat die Fähigkeit, nicht nur die ursprünglichen Übergangsmetalloxid weitere Erläuterung. Viel Forschung zeigt, dass Lithium reichte Gittersauerstoff laminare Materialien in dem Prozess der elektronischen Gewinne und Verluste beteiligt ist, zusätzliche Kapazität zur Verfügung zu stellen. in der Tat nicht nur das lithiumreiche Material, eine Anzahl von geschichteten Oxidmaterialien implementiert werden kann in zusätzlicher Kapazität beteiligt Ladungsausgleich von Sauerstoff elektrochemische Verfahren zur Verfügung zu stellen. Wie jedoch Gitter-Sauerstoff an der Ladungskompensation teilnimmt, war schon immer ein heißes Thema in der Debatte und verdeutlichte die Beziehung zwischen der Kristallstruktur und dem Prozess der Sauerstoffionen-Preisveränderung Der Schlüssel zum Reaktionsmechanismus.
Institut für Physik, Chinesische Akademie der Wissenschaften / Beijing National Laboratory für Physik der kondensierten Materie (Chips) Key Laboratory of Clean Energy E01 Gruppe von Doktoranden und andere Inhalte Scenic, unter der Leitung von Associate Professor Yu Xi bescheidenen Forscher Hu Yongsheng, etc. und Oak Ridge National Laboratory Dr. Liu Jue, Dr. US Brookhaven national Laboratory Forscher Huen Yuan und Yang Xiaoqing, Lawrence Berkeley national Laboratory Forscher Yang Wanli, linear Accelerator Center, Stanford University Forscher Liu Yi Jin und andere Zusammenarbeit, durch Neutronenstreuung, Synchrotronstrahlung Technologie und andere fortgeschrittene Charakterisierungsmethoden , detaillierte Studie des Mechanismus des Natriumbehälters (Abb. 1), P3-Na0.6'Li0.2Mn0.8'O2 Natriumion Batterie positives Elektrodenmaterial und die hoch reversible Redoxreaktion nur mit der Teilnahme von Sauerstoffionen das Material unterzieht reversible Sauerstoff zu klären strukturellen Gründen der Preisänderung. die Ergebnisse der Studie Struktur induzierte reversible anionische Redoxakivität in Na Layered Oxidkathode, in einem Joule veröffentlicht.
Verteilungsfunktion der experimentellen Techniken (Neutron Paarverteilungsfunktion, nPDF) in Kombination mit Röntgen- und Neutronenbeugungsuntersuchungen des P3 Sauerstoffkathode Oxidmaterial durch Neutronenforschungsteam in der Kristallstruktur beteiligt vor und nach der elektrochemischen Reaktion mit Sauerstoff und die damit verbundenen die Nahbereichs-Strukturänderung, eine strukturelle Veränderung des Schüttguts bestätigt zweiwertiger Sauerstoff reversibel Inverter führen kann. das Verfahren verwendet, um Kristallstrukturänderung verbunden Sauerstoffladungskompensation ist das erste Mal, die gezeigten Ergebnisse in Abbildung 2. Neutronenpulverbeugungsuntersuchung Finishing-Ergebnisse (Fig. 3) zeigt, dass die Struktur des Materials noch nach der P-Phase lamellare Struktur auflädt, jedoch mit der falschen großen Anzahl von gestapelten Schichten. nach dem Sauerstoff Schlichten 1 noch erhalten wird, einnimmt, nachdem fast bewiesen Lade ohne Verlust des Gittersauerstoffes durch die obige Analyse wird die Kristallstruktur der Materialeigenschaften von Preis verändert ihr Verhalten hat reversible Sauerstoff wichtige regulatorische Rolle :. P-Struktur mit dem Zwischenschichtabstand (O3 entgegengesetzte Phase), OO-Bindung gefunden tolerieren Änderungslänge Gitterverzerrung, verursacht durch, während der Zwischenschichtabstand des Schicht wirksam, um den Prozess zu hemmen des Kations (Alkalimetallschichten Aufladung tritt die Migration des lithiumreichen Spinellstruktur Material Wechsel), Stabilität der Schichtstruktur, so daß die Oxidations-Reduktionsreaktion von Sauerstoffionen reversibel.
Die Untersuchung unter dem Gesichtspunkt der Materialstrukturen erläutert den Mechanismus kann bei hoher Spannung und hoher Kapazität Lithium / Natriumion positive Elektrodenmaterialien bieten eine neue Möglichkeit für die Konstruktion eines stabilen reversiblen Sauerstoffpreisänderungsverhalten Sauerstoffionen reversible Redoxreaktion durchgeführt werden, auch für die Klasse Die Forschung führte eine Neutronenpaar-Verteilungsfunktion (nPDF) als ein leistungsfähiges Werkzeug ein, um die Forschungsdimension zu erweitern.
Forschungsarbeiten der National Key Grundlagenforschung und Entwicklungsprogramm unterstützt (973 Program), die Nationale Outstanding Youth Science Foundation, National Natural Science Fund for Creative Forschungsgruppen und die Chinesische Akademie der Wissenschaften hundert Talente wie zu unterstützen.
