具有高容量和快速电化学动力学的MOFs基电极

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爆炸式增长的电动汽车市场需要高性价比的高能材料来制造可充电锂电池。基于多阳离子(Ni²⁺/Ni⁴⁺和Mn³⁺/Mn⁴⁺)氧化还原中心的富锰尖晶石氧化物LiNi_0.5Mn_1.5O₄ (LNMO)可存储容量大于200 mAh g⁻¹。但由于Mn³⁺/Mn⁴⁺氧化还原的可逆性较差，其实际容量仅限于Ni²⁺/Ni⁴⁺氧化还原(135 mAh g⁻¹)。这种不稳定性通常归因于Mn³⁺的Jahn-Teller扭曲及其歧化，从而导致严重的Mn溶解。

韩国科学技术学院Jihyun Hong等首次证明了Mn³⁺/Mn⁴⁺氧化还原在2.3-4.3 V范围内具有良好的可逆性，需要对之前的理论进行回顾。

本文要点：

（1）LNMO只在2.3-4.9 V的较宽电压范围内失去容量。结果表明，循环过程中会反复发生电位驱动的岩盐相形成和分解等电化学界面的动态演化过程。界面演化导致电解液降解和表面钝化，阻碍了电荷转移反应的进行。

（2）作者进一步证明，通过电解液改性稳定界面，在使用多阳离子氧化还原的同时延长了LNMO的循环寿命，使LNMO在500次循环后仍能保持71.5%的容量。该动态氧化界面为实现锰的可逆氧化还原，开发富锰正极提供了新的思路。

参考文献:

Lim, G., Shin, D., Chae, K. H., Cho, M. K., Kim, C., Sohn, S. S., Lee, M., Hong, J., Regulating Dynamic Electrochemical Interface of LiNi0.5Mn1.5O4 Spinel Cathode for Realizing Simultaneous Mn and Ni Redox in Rechargeable Lithium Batteries. Adv. Energy Mater. 2022, 2202049.

DOI: 10.1002/aenm.202202049

https://doi.org/10.1002/aenm.202202049