富锂层状硫族化物使人们能够更好地理解阴离子氧化还原过程及其高容量特性,同时提供了克服其电压衰减和不可逆性限制的方法。索邦大学Jean-Marie Tarascon、蒙彼利埃大学Marie-Liesse Doublet报道了通过阴离子取代(Se代替S)或阳离子取代(Fe代替Ti)触发Li2TiS3中阴离子活性的可行性。
本文要点:
1) 作者探索了硫族化物的化学空间,以制备单取代的Li1.7Ti0.85Mn0.45Ch3(Ch=S/Se)和双取代的阳离子和阴离子相(Li1.7Ti0.85Fe0.45S3-zSez)。对于特定的组合物,作者在去除Li时观察到结构上的O3到O1相变,由于动力学限制,这在Li重新插入时是不可逆的,并对长期循环性能产生负面影响。
2) 密度泛函理论(DFT)计算证实了O3/O1相的相对稳定性,并指出了TM掺杂中细微的电子差异。该发现为结构稳定性和电子稳定性之间的联系提供了进一步的见解,这对设计硫族化物基阴离子氧化还原化合物具有重要意义。
Jacques Louis et.al Effect of the Nature of Both Cation and Anion Substitution on the Structural Symmetry of Li-Rich 3d-Metal Chalcogenide Electrodes Adv. Energy Mater. 2023
https://doi.org/10.1002/aenm.202302158