Melhorando a reversibilidade redox do oxigênio em materiais cátodos de bateria ricos em Li através da estratégia de interações repulsivas de Coulomb.

Resumo A reação redox do oxigênio em materiais cátodos de bateria de óxido em camadas ricos em lítio gera capacidade extra em altas tensões de célula (ou seja, >4,5 V). No entanto, a liberação irreversível de oxigênio causa dissolução, migração e queda de tensão da célula dos metais de transição (MT). Para contornar esses problemas, introduzimos uma estratégia para ajustar as interações de Coulomb em um material ativo de eletrodo positivo modelo rico em Li, ou seja, Li 1.2 Mn 0.6 Ni 0.2 O 2. Em particular, ajustamos as interações repulsivas de Coulomb para obter uma estrutura cristalina adaptável que permite a distorção reversível do octaedro TMO 6 e mitiga a dissolução e migração dos MT. Além disso, essa estratégia impede a liberação irreversível de oxigênio e outras reações parasitas (por exemplo, decomposição do eletrólito) frequentemente ocorrendo em altas tensões. Quando testado em configuração de célula coin não aquosa, o material cátodo rico em Li modificado, combinado com um ânodo de metal Li, permite uma capacidade de descarga estável de célula de cerca de 240 mAh g −1 por 120 ciclos a 50 mA g −1 e uma queda de tensão mais lenta em comparação com o Li 1.2 Mn 0.6 Ni 0.2 O 2 não modificado.