可充电电池的市场的快速增长，需要具有高功率，高能量且成本低的电池材料。近日，美国加州大学伯克利分校Gerbrand Ceder教授展示了将电极材料中部分尖晶石的阳离子序列同过量的锂结合，能够同时实现超高能量密度、高功率密度。基于以上分析，研究人员成功成功制备出了能量密度高达1100Wh kg^-1，且放电倍率高达20 A g^-1的锂离子电池正极材料。 

　　值得注意的是，这种从廉价的含锰材料中制备的正极材料还呈现了优异的倍率性能与可逆阴离子氧化还原的共存。这项工作也说明了在完全有序化合物和无序化合物之间的广阔空间中设计正极材料的巨大潜力。相关论文以题为“Ultrahigh power and energy density in partially ordered lithium-ioncathode materials”于2020年3月9日发表在Nature Energy上。 

　　 

　　论文链接：https：//www.nature.com/articles/s41560-020-0573-1 

　　 

　　 

　　图1.  两种氟氧化物LMOF03和LMOF06的结构和形态表征 

　　 

　　图2.室温下，LMOF03和LMOF06以50 mA g^-1恒电流充放的电化学性能 

　　 

　　图3.LMOF03的氧化还原机理 

　　 

　　图4. 倍率性能测试 

　　 

　　  

　　图5.尖晶石状结构中部分有序阳离子和阴离子局部环境的示意图 

　　  

　　在本文中作者证明了将部分尖晶石阳离子序列与大量的Li和F替代相结合对于实现高能量密度和高功率密度至关重要，获得了超过1100 Wh kg^-1（360 mAh g^-1）的能量密度，近一半的容量来自O氧化还原过程。作者的发现为设计具有快速充放电和高能量密度的锂离子正极材料提供了一个模型。 

 

　　编辑：规划战略与信息中心 图书馆 

　　信息来源：https：//mp.weixin.qq.com/s/8D-2UqijIRqDU_yWA8aqcg