富锂锰基层状氧化物(LMLOs)因其独特的阴离子氧化还原过程而具有超高的容量和能量密度,被认为是极具潜力的锂电池阴极材料之一。然而,它们的实际应用仍然受到一些挑战的困扰,例如不利的界面反应和结构演变,以及电压滞后/衰退,其中不可逆的阴离子氧化还原行为作为首要因素首当其冲。因此,深入了解阴离子氧化还原反应机制和氧的不可逆行为对于为LMLOs的改性策略提供必要的指导至关重要。近日,上海大学Liu Xiaoyu、蒋永、赵兵、张久俊院士从反应机理到调控策略理解锂离子和锂金属电池用富锂锰基层状氧化物的晶格氧氧化还原行为。
本文要点:
1) 作者全面回顾了从热力学模型到动力学阴离子氧化还原反应途径对复杂阴离子氧化还原机理的基本理解,并分析了LMLOs与不可逆氧反应行为的相关挑战。此外,作者总结了克服这些挑战的许多具有代表性的修饰策略,以及它们调节阴离子氧化还原可逆性的潜在机制。
2) 此外,在进一步改进用于先进锂电池储能系统的LMLOs基阴极材料方面,作者重点介绍了多尺度结构修饰、跨学科技术结合在准/全固态电池系统中的应用,以进一步改进用于先进锂电池储能系统的LMLOs基阴极材料。
Chao Shen et.al Understanding Lattice Oxygen Redox Behavior in Lithium-Rich Manganese-Based Layered Oxides for Lithium-Ion and Lithium-Metal Batteries from Reaction Mechanisms to Regulation Strategies Adv. Energy Mater. 2023
https://doi.org/10.1002/aenm.202302957