随着化石燃料供应的减少和气候的恶化，电网储能部门和汽车行业都在加大力度开发强大高效的储能技术。据国外媒体报道，来自香港城市大学能源与环境学院等机构的研究人员进行了一项新的研究，探索优化锂离子电池中LiVO3正极工作容量的方法。
(来源:AZOM)
开发具有更高能量密度的锂离子电池是增加电动汽车续航里程和竞争优势的关键因素。最有前景的方法之一是拓宽锂离子电池的充电截止电压，使制造商可以从材料中提取更多的锂，从而提高锂离子电池的容量。这一过程最明显的障碍是从层状结构中去除更多的锂会导致晶格不稳定。随着电池的循环，容量迅速下降。
富锂过渡金属氧化物的使用有望解决这一问题。这些材料在充电到更高电压时可以提供优异的比容量，据报道，在充电到4.8 V.h时比容量超过250 mAh G1或更高。这些富锂材料的优势主要是由于它们在充电时激活了氧阴离子的阴离子氧化还原反应。这些氧阴离子可用作转移电子的过渡金属，并被锂取代。
本研究提出了一种优化这一过程的方法。通过更好地稳定LIB阴极配置中使用的氧原子和过渡金属的晶体结构，可以缓解容量衰减和电压衰减的一些问题。值得一提的是，这些晶格中的结构排列对原子稳定性有明显的影响。过渡金属氧化物材料之间的键更短，当这些过渡金属以四面体而不是八面体配位时，可以产生更强的键能。这是优化阴极材料的关键考虑因素。当进行阴离子氧化还原反应时，这些材料可能更稳定。然而，迄今为止对其在电池材料中的应用研究甚少。
钒基材料具有转移电荷的能力，因此成为电池应用的热门选择。考虑到这些因素，研究人员讨论了由VO4四面体结构组成的单斜LiVO3体系适应高截止电压的能力。这些材料最初被充电到4.8 v。在充电过程中，总共有0.56摩尔的锂可以从材料中除去。这提供了136 mAh G1的可逆容量，平均电位为3.03 V(最小2.4 V，最大4.8 V)。
研究人员使用先进的场外X射线吸收光谱(XAS)和X射线光电子能谱(XPS)技术来测量和观察这一过程。发现当初始充电达到4.8V时，阴离子氧化还原反应过程可能被激活，从而支持良好的充电容量。在这项研究中，经过100次循环后，该材料甚至可以保持其93%的容量。即使考虑到阴离子氧化还原反应破坏这些材料的不稳定趋势，它仍然具有优异的稳定性。材料的四面体配位是维持其稳定性的主要因素。通过原位同步辐射X射线衍射(XRD)，研究人员观察到当锂转移出去时，体积变化可以忽略不计，只有0.21%。
不同电压范围的实验对容量保持率影响不大。根据测量，在1.5V和4.8V之间测试LiVO3可以将可用容量扩展到358 mah G1，平均电势为2.55V，能量密度为912.9Whkg1。
这项研究最突出的发现是利用阴离子氧化还原反应和高级四面体配位的优势，可以提高材料的容量和工作电压。
开发突破性的电池技术，提高未来电池容量，是实现电动汽车主流和更可持续交通的基石。本研究为今后的研究提供了坚实的基础，也为其他新型正极材料在电池中的应用奠定了基础。目前优化电极和电解液的研究潜力很大，有望充分降低重复充电循环带来的容量损失，使其达到最低点。随着化石燃料供应的减少和环境的恶化……随着气候的变化，电网储能部门和汽车行业都在加紧开发强大高效的储能技术。据国外媒体报道，来自香港城市大学能源与环境学院等机构的研究人员进行了一项新的研究，探索优化锂离子电池中LiVO3正极工作容量的方法。
(来源:AZOM)
开发具有更高能量密度的锂离子电池是增加电动汽车续航里程和竞争优势的关键因素。最有前景的方法之一是拓宽锂离子电池的充电截止电压，使制造商可以从材料中提取更多的锂，从而提高锂离子电池的容量。这一过程最明显的障碍是从层状结构中去除更多的锂会导致晶格不稳定。随着电池的循环，容量迅速下降。
富锂过渡金属氧化物的使用有望解决这一问题。这些材料在充电到更高电压时可以提供优异的比容量，据报道，在充电到4.8 V.h时比容量超过250 mAh G1或更高。这些富锂材料的优势主要是由于它们在充电时激活了氧阴离子的阴离子氧化还原反应。这些氧阴离子可用作转移电子的过渡金属，并被锂取代。
本研究提出了一种优化这一过程的方法。通过更好地稳定LIB阴极配置中使用的氧原子和过渡金属的晶体结构，可以缓解容量衰减和电压衰减的一些问题。值得一提的是，这些晶格中的结构排列对原子稳定性有明显的影响。过渡金属氧化物材料之间的键更短，当这些过渡金属以四面体而不是八面体配位时，可以产生更强的键能。这是优化阴极材料的关键考虑因素。当进行阴离子氧化还原反应时，这些材料可能更稳定。然而，迄今为止对其在电池材料中的应用研究甚少。
钒基材料具有转移电荷的能力，因此成为电池应用的热门选择。考虑到这些因素，研究人员讨论了由VO4四面体结构组成的单斜LiVO3体系适应高截止电压的能力。这些材料最初被充电到4.8 v。在充电过程中，总共有0.56摩尔的锂可以从材料中除去。这提供了136 mAh G1的可逆容量，平均电位为3.03 V(最小2.4 V，最大4.8 V)。
研究人员使用先进的场外X射线吸收光谱(XAS)和X射线光电子能谱(XPS)技术来测量和观察这一过程。发现当初始充电达到4.8V时，阴离子氧化还原反应过程可能被激活，从而支持良好的充电容量。在这项研究中，经过100次循环后，该材料甚至可以保持其93%的容量。即使考虑到阴离子氧化还原反应破坏这些材料的不稳定趋势，它仍然具有优异的稳定性。材料的四面体配位是维持其稳定性的主要因素。通过原位同步辐射X射线衍射(XRD)，研究人员观察到当锂转移出去时，体积变化可以忽略不计，只有0.21%。
不同电压范围的实验对容量保持率影响不大。根据测量，在1.5V和4.8V之间测试LiVO3可以将可用容量扩展到358 mah G1，平均电势为2.55V，能量密度为912.9Whkg1。
这项研究最突出的发现是利用阴离子氧化还原反应和高级四面体配位的优势，可以提高材料的容量和工作电压。
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瘦高的谭本宏站在台上，他的目光越过台下的人群，投射到他们身后的屏幕上，那里写满了台词。
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