【ITBEAR】鋰離子電池作為現(xiàn)代能源存儲的核心技術(shù)，其性能與壽命一直備受關(guān)注。近日，一項關(guān)于富鋰錳基材料氧氣損失機制的研究在Nature Materials上發(fā)表，引起了業(yè)界廣泛關(guān)注。
研究團隊利用X射線吸收光譜技術(shù)，深入探究了Li1.18–xNi0.21Mn0.53Co0.08O2–δ電極在不同鋰含量下的氧非化學(xué)計量性。結(jié)果顯示，即使在較低的容量截止值下，也能觀察到顯著的氧氣損失，這一發(fā)現(xiàn)對理解鋰離子電池中氧氣損失的機制具有重要意義。
研究亮點在于，首次系統(tǒng)性地揭示了鋰含量與氧氣損失之間的復(fù)雜關(guān)系，以及氧非化學(xué)計量導(dǎo)致的晶格化學(xué)膨脹現(xiàn)象。這些發(fā)現(xiàn)為優(yōu)化鋰離子電池材料提供了新的思路。
通過長時間開路電壓循環(huán)實驗，研究人員發(fā)現(xiàn)，氧的不穩(wěn)定性在去鋰化過程中早期就已顯現(xiàn)，且氧空位形成能在某些氧位點上為負，這意味著在完全放電狀態(tài)下，某些氧可能無法重新回到晶體結(jié)構(gòu)中。
研究還觀察到氧非化學(xué)計量導(dǎo)致的顯著晶格化學(xué)膨脹，這一結(jié)果與去鋰化導(dǎo)致的晶格收縮相當(dāng)，強調(diào)了氧損失與機械降解之間的直接聯(lián)系。
此項研究為鋰離子電池材料的優(yōu)化提供了重要啟示，未來的電極材料研發(fā)需綜合考慮多方面因素，以減少材料降解和延長電池壽命。
