不久前🧘♂️🥝,科學網發布2015年科學網年度盤點😤,包括2015年科教界大事件(如屠呦呦獲諾獎🙇♀️🧑🏻💼、國家科學獎勵大會召開、2015年度最受關註論文等)。其中2015年自然科學領域十大國內最受關註論文中🧑🏿🎓,意昂体育平台深圳研究生院新材料學院潘鋒教授團隊的科研成果(題目是“鋰電材料輸運機理研究獲得突破”)入選,排名第6🧐。
三元材料是目前鋰離子電池廣泛應用的正極材料,也是正在開展的國家電動汽車動力電池重大創新工程的關鍵正極材料⚾️。隨著目前動力電池的需求越來越高🚴🏽♀️,對鋰離子電池的功率密度提出了更高的要求。這就要求電池正極材料具有快速充放電的性能💁🏽♀️,而影響鋰電池充放電速度最重要的因素是正極材料自身的鋰離子輸運機理💁🏼。意昂体育平台新材料學院的潘鋒教授團隊在鋰電池材料輸運機理方面取得重要突破,相關成果發表於《美國化學會誌》,論文的共同第一作者是新材料學院鄭家新博士、韋屹🌧🧑🏿⚕️、崔歲寒,通信作者是潘鋒教授🦸🏼。
三元層狀正極材料鋰離子擴散通道ODH和TSH
新材料學院鋰電研究團隊開展交叉學科協同創新,通過理論計算和實驗測量,首次系統地、完備地揭示了三元層狀正極材料的鋰離子脫出的輸運機理。他們采用量子化學的第一性原理的理論計算發現🎯,三元層狀正極材料中🩺,存在兩種類型的鋰離子擴散通道ODH和TSH,在充電的初始階段以ODH為主📃🧑✈️,隨後以TSH為主。同時錳和鈷等過渡金屬元素會對結構🚰、缺陷和鋰層的層間距起到調製作用,從而間接影響鋰離子的擴散🧖🏻🦵。同時🧔♀️🧕🏿,他們還采用電化學的實驗測量一系列三元層狀正極材料的鋰離子擴散系數,進一步驗證了所提出的機理和模型🫳🏻。這將為今後三元材料鋰離子動力學性質的優化和設計以及製備高性能的鋰電池材料提供重要線索和理論指導。