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過(guò)渡金屬氧化物根據(jù)儲(chǔ)鋰機(jī)制的分類

更新時(shí)間:2018-01-15 點(diǎn)擊次數(shù):3594

過(guò)渡金屬氧化物根據(jù)儲(chǔ)鋰機(jī)制的不同可以大致分為兩類:

*類:是傳統(tǒng)的嵌鋰氧化物,在鋰脫嵌的過(guò)程中,只是伴隨材料結(jié)構(gòu)和成分的變化,沒(méi)有Li2O的可逆生成與分解,如LiO2、MoO2、Nb2O5等。此類材料一般具有良好的可逆脫嵌鋰性能,但是比容量比較低、嵌鋰電位高。

 

第二種是儲(chǔ)鋰過(guò)程中發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)。過(guò)渡金屬氧化物MO(M=Fe、Co、Ni、Cu等),其結(jié)構(gòu)本身是巖鹽結(jié)構(gòu),不能提供鋰離子的嵌入與脫出空位,而且金屬本身也不能與鋰形成合金。在充放電過(guò)程中,材料發(fā)生氧化還原反應(yīng),并伴隨著Li2O的形成和分解。

 

產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因在是放電結(jié)束后,納米尺寸的金屬顆粒均勻分散于Li2O基體中,這種分散體系賦予Li2O電化學(xué)活性,從而使金屬氧化物實(shí)現(xiàn)可逆儲(chǔ)鋰。

 

轉(zhuǎn)化機(jī)制作為一種新型的儲(chǔ)鋰機(jī)制,與傳統(tǒng)的嵌入/脫嵌機(jī)制有所不同,可以提供更高的容量和可充放電能力,在近年的研究中成為研究熱點(diǎn),但是與此相伴,過(guò)渡金屬氧化物在充放電過(guò)程中體積變化很大,容易造成活性物質(zhì)脫離集流體,導(dǎo)致容量衰減過(guò)快人,循環(huán)性能惡化,而且不可逆容量較大。

 

因此,過(guò)渡金屬氧化物作為鋰離子電池負(fù)極材料,主要需要的解決問(wèn)題是降低金屬氧化物的不可逆容量及電壓平臺(tái)問(wèn)題和提升其循環(huán)性能。

 

 

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