我校“材料科學與工程”博士后科研流動站在站博士后王蘇寧,通過合理設(shè)計反應(yīng)路線,成功制備出不同Mn3+含量(氧空位)的尖晶石結(jié)構(gòu)LiNi0.5Mn1.5O4-δ正極材料。研究發(fā)現(xiàn),尖晶石結(jié)構(gòu)LiNi0.5Mn1.5O4高電壓正極材料因具有比傳統(tǒng)鈷酸鋰正極材料高出約20 %的能量密度而備受關(guān)注,控制材料中的Mn3+含量及顆粒大小是制備高性能尖晶石結(jié)構(gòu)LiNi0.5Mn1.5O4-δ正極材料的關(guān)鍵。適量Mn3+的增加,可以促使晶體結(jié)構(gòu)晶胞膨脹,抑制晶相轉(zhuǎn)變,利于Li+的擴散,從而提高材料的電化學性能。該工作通過原位同步輻射XRD分析,系統(tǒng)考察了材料在充放電循環(huán)過程中微觀結(jié)構(gòu)的衍變規(guī)律,揭示了氧空位在材料相變過程中的作用機理,為進一步深刻理解此類氧化物電極材料的“制備-結(jié)構(gòu)-性能”之間的內(nèi)在關(guān)系提供理論依據(jù)。
該成果以“In situ synchrotron radiation diffraction study of the Li+ de/intercalation behavior in spinel LiNi0.5Mn1.5O4-δ”為題發(fā)表在Chemical Engineering Journal(影響因子10.652)上。
王蘇寧,女,博士畢業(yè)于四川大學,主要研究領(lǐng)域為工業(yè)催化及新能源化學與材料,2019年底進站,合作導師為劉來君教授。王蘇寧博士后是我校“材料科學與工程”設(shè)站后的首批進站博士后,2020年4月入選廣西博士后創(chuàng)新人才支持計劃,是我校首次入選該計劃的博士后之一,現(xiàn)在德國卡爾斯魯厄理工大學應(yīng)用材料研究所開展科研合作交流。王蘇寧博士后重要科研成果的快速產(chǎn)出,為我校博士后隊伍建設(shè)注入了新的活力和動力。

不同氧空位含量LiNi0.5Mn1.5O4-δ正極材料的原位同步輻射XRD(a, c)與晶胞參數(shù)變化(b, d)圖