滑鐵盧大學(xué)李玉寧AFM:通過搖椅配位化學(xué)釋放LiFePO4的容量潛力 2023年10月11日 上午11:22 ? 頭條, 干貨, 頂刊 ? 閱讀 40 使用橄欖石型磷酸鐵鋰(LiFePO4,LFP)作為正極材料的鋰離子電池(LIBs)廉價、安全、耐用且環(huán)保,但其實(shí)際容量(120~160 mAh g-1)和理論容量(170 mAh g-1)之間仍有相當(dāng)大的差距。 在此,加拿大滑鐵盧大學(xué)李玉寧教授等人報告了一種新策略,即所謂的“搖椅”配位化學(xué)以增強(qiáng)Li+擴(kuò)散并釋放LFP正極材料的潛在容量。具體而言,作者使用了一種簡單且低成本的醋酸鋅二乙醇胺配合物(Zn(OAc)2·DEA)作為LFP電極中的粘結(jié)劑。 基于NMR和FT-IR結(jié)果,作者發(fā)現(xiàn)DEA中的N原子在放電狀態(tài)的Zn2+和充電狀態(tài)的Fe3+之間“搖擺”,因為配位鍵強(qiáng)度的順序為 Fe3+-N > Zn2+-N > Fe2+-N。 DFT結(jié)果表明,LFP表面帶隙變窄且Li+在(010)表面或附近沿[010]方向擴(kuò)散的活化能壘大大降低,這分別促進(jìn)了電子導(dǎo)電和Li+擴(kuò)散。 圖1. DFT計算研究DEA對LFP的影響 因此,Zn(OAc)2·DEA基LFP電極在0.2C時達(dá)到了169 mAh g-1的高容量(接近理論值),并獲得了優(yōu)異的循環(huán)性能和低容量衰減率(在5C下超過1500次循環(huán)中每循環(huán)僅衰減0.03%),與基于聚偏二氟乙烯 (PVDF) 的LFP電極相比是顯著的改進(jìn)。 此外,Zn(OAc)2·DEA基LFP電極是由環(huán)境友好的“綠色”溶劑,即水和乙醇的混合物 (體積比為3:1) 制備,因此還可以顯著降低電極制造成本。這種新化學(xué)物質(zhì)也可能適用于其他含有過渡金屬的電極材料,以實(shí)現(xiàn)更高的電池性能。 圖2. Zn(OAc)2·DEA基LFP電極的電化學(xué)性能 Unleash the Capacity Potential of LiFePO4 through Rocking-Chair Coordination Chemistry, Advanced Functional Materials 2021. DOI: 10.1002/adfm.202108692 原創(chuàng)文章,作者:科研小搬磚,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/11/ade8776e05/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 他,「國家杰青」,僅22天拿下一篇JACS,又是單原子VS納米顆粒! 2024年7月28日 廈大孫世剛院士/黃令教授AEM:聚合物調(diào)控SEI,實(shí)現(xiàn)可剛可柔! 2023年10月15日 ACS Catal.:水熱老化V2O5-WO3/TiO2催化劑的結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系用于NH3-SCR 2023年10月11日 1600h!廣東工業(yè)大學(xué)李成超,最新AEM! 2024年11月2日 ?李凡星Sci. Adv.:破紀(jì)錄收率!LSF@LiBr助力正丁烷的氧化脫氫 2023年11月21日 福建物構(gòu)所Angew:Bi-ZMOF高效電催化CO2還原為甲酸! 2023年10月3日