近日，江西理工大學(xué)研究者通過(guò)共沉澱和高溫固相相結(jié)合的方法成功製備了鉬（Mo）摻雜的富鋰錳基正極材料（LRMO）（LRMO-Mo2.0%），其具有較高的循環(huán)穩(wěn)定性、優(yōu)異的倍率性能和較快的鋰離子擴(kuò)散速率等特點(diǎn)，能有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)LRMO的不足，使之應(yīng)用範(fàn)圍更廣。
鉬摻雜富鋰錳基正極材料結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變示意圖（圖源：QuanXin Ma/Tungsten）
富鋰錳基正極材料是富鋰錳酸鋰與層狀鋰金屬氧化物形成的超晶格，是目前已知鋰離子電池正極材料中放電比容量最高的正極材料之一，遠(yuǎn)高于三元材料與磷酸鐵鋰正極材料。另外，LRMO還具有放電電壓高、能量密度高、成本低、安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可製造高容量動(dòng)力電池。然而，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，結(jié)構(gòu)相變導(dǎo)致其容量和電壓快速衰減，限制了它商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程。
鋰離子電池
爲(wèi)了解決上述的問(wèn)題，江西理工大學(xué)研究者向富鋰錳基正極材料中摻雜了過(guò)渡金屬元素鉬。研究表明，鉬離子的大半徑有助于鋰離子在正極材料中的擴(kuò)散，進(jìn)而增強(qiáng)正極材料的動(dòng)力學(xué)性能；鉬的摻雜還有利于新LRMO“層狀-尖晶石”異質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成，以防止材料在工作過(guò)程中發(fā)生結(jié)構(gòu)相變。所以，與未摻雜金屬鉬的LRMO相比，LRMO-Mo2.0%具有更好的電化學(xué)性能，更適合應(yīng)用于新一代的鋰離子電池中。
該研究成果已以“Engineering layered/spinel heterostructure via molybdenum doping towards highly stable Li-rich cathodes”爲(wèi)題發(fā)表在《Tungsten》期刊上。
擴(kuò)展資料：鉬是一種銀白色金屬，原子半徑爲(wèi)0.14nm，原子體積爲(wèi)235.5px/mol，晶體爲(wèi)Az型體心立方晶系，具有較大的硬度，較高的熔點(diǎn)和密度，較低的熱膨脹係數(shù)和電阻率等特點(diǎn)，適合應(yīng)用于冶金、農(nóng)業(yè)、電氣、化工、航天航空等領(lǐng)域。
