喜欢就 关注我们吧，订阅更多最新消息 第一作者：刘政波 通讯作者：刘军教授，刘奇教授，谷猛教授 通讯单位：华南理工大学，香港城市大学，南方科技大学 DOI: 10.1002/anie.202108109 全文速览 对于P2型钠离子电池正极材料，容量和电压是决定其能量密度的重要因素。但在充电至高电压（大部分Na + 脱出）的情况下，P2结构易发生不可逆相变（P2-O2/OP4）导致材料性能滑坡式下降。因此，如何在循环过程中保持优势的P2结构成为提高材料性能的关键问题之一。近日，华南理工大学、香港城市大学、南方科技大学合作在探究影响P2型层状氧化物正极材料循环过程中结构演变的内在因素方面取得重要进展。不同成分的层状氧化物材料，由于其中过渡金属离子化合价不同，在结构中不同过渡金属离子周围所需的Na + 数目也不同，由此得到一系列不同钠离子分布情况的样品。通过后续原位同步辐射，非原位XRD，球差电镜等表征技术，作者明确了决定材料结构演变的内在因素是留在结构中Na + 的数目以及分布情况，与充电电压无关，为合成高压小应变的层状氧化物正极材料提供了理论基础。 背景介绍 P2型层状氧化物钠离子电池正极材料由于P2结构的优势，通常具有较大的层间距可提供大量Na + 储存位点并保证快速Na + 传输。然而，在充放电过程中，随着Na + 的嵌入和脱出，P2结构发生变化，尤其在充电至高电压下，当大量Na + 从层状结构中脱出后，P2结构易发生P2-O2/OP4复杂转变，导致材料结构的严重畸变。因此，如何在循环过程中保持P2结构成为制备高性能钠离子正极材料的关键问题之一。对于P2型层状氧化物正极材料，其结构演变均是由于钠离子的脱出与嵌入导致。目前，研究者们提出了许多不同的P2型层状氧化物正极，有趣的，虽然这些材料均具有相同的P2型结构，但在循环过程中，不同材料所经历的结构演变不完全相同。另外，在第一圈充电至产生相同比容量（脱出相同数量的Na + 离子）的前提下，有些材料发生P2-O2相转变，有些材料则维持P2相结构。对此，了解导致不同结构演变的内在因素对于如何制备小应变的正极材料尤为重要。 针对这一挑战， 华南理工大学刘军教授、香港城市大学刘奇教授、南方科技大学谷猛教授三个课题组 ，合成了一系列不同成分的Mn-Ni-Co体系P2型层状氧化物正极材料，利用Ni、Co在结构中的化合价不同，进而调控结构中钠离子的分布情况。在钠离子脱出的过程中，初始钠离子较为聚集的材料中，大量钠离子脱出后，与初始钠离子均匀分布的材料相比，更容易产生大范围的空位聚集现象，当空位聚集达到一定程度的时候，P2型结构易崩塌转变为OP4或者O2型结构。通过成分调控后优选的Na 2/3 Mn 1/2 Ni 1/6 Co 1/3 O 2 材料，在第一圈充电提供150 mA h g -1 比容量（脱出0.5钠离子）的前提下，其结构保持为P2结构，且体积变化仅有1.9%。通过后续原位同步辐射，非原位XRD表征，证实了通过调节钠离子的分布情况，可以人为控制材料循环过程中的结构演变过程。并且通过球差电镜的表征，观测到了在脱出一定数目的钠离子后，结构稳定的样品内部钠离子分布较为均匀。并且，对于初始钠离子分布聚集的材料，钠离子脱出后，残余钠离子呈现不均匀分布现象，贫钠区域出现结构崩塌现象。这项工作明确了决定材料结构演变的内在因素是留在结构中Na + 的数目以及分布情况，与充电电压无关，为合成高压小应变的层状氧化物正极材料提供了理论基础。 图文解析 图1.结构示意图和电化学性能： 在Mn-Ni-Co体系中，理论上镍离子显+2价，钴离子显+3价，为了维持晶体结构中局部区域化合价平衡，在Ni-O八面体周围需要两个钠离子，而Co-O八面体周围需要一个钠离子，通过对正极材料的成分调控，可以改变结构中钠离子的分布（图1a）。通过成分调控，优选的成分Na 2/3 Mn 1/2 Ni 1/6 Co 1/3 O 2 能够同时兼备高容量和高稳定循环的特点（图1b-d）。 图2.原位同步辐射表征： 通过原位同步辐射的表征，Na 2/3 Mn 1/2 Ni 1/6 Co 1/3 O 2 在充放电过程中能够一直保持P2型结构（图2a），保证了循环的稳定性。对晶胞参数精修得到的结果显示，在第一圈充电容量为150 mA h g -1 （脱出0.5钠离子）的前提下，体积变化仅为1.9 %（图c,d）。 图3.不同成分样品的ex-XRD表征： 从ex-XRD的测试中可以看出，不同成分的材料，其在充电（钠离子脱出）过程中结构的演变是不同的，在相同的钠离子脱出量下，具有均匀分布的钠离子的材料，其结构变化小，具有更稳定的结构（图3）。且具有均匀钠离子分布的材料，在充电至高电压区间，均未观测到O2相的生成，说明电压与相变并没有直接关系，为高压材料提供了理论基础。 图4.球差电镜表征： 通过球差电镜的表征可以看出，在充电至一定电压，材料内部剩余0.2钠离子时，Na 0.2 Mn 2/3 Ni 1/3 O 2 材料内部出现钠离子聚集现象（图4a-d），贫钠区域结构崩塌。而Na 0.2 Mn 1/3 Co 2/3 O 2 材料内部各元素分布均匀，结构依然保持着P2的原始结构（图4e-j）。 总结与展望 在该工作中，作者利用一系列不同成分的P2型层状氧化物正极材料作为比较，利用原位同步辐射、非原位XRD、球差电镜等表征技术，明确了影响层状正极材料的主要因素是在结构中钠离子的数量，以及钠离子的分布情况，为合成低应变的正极材料提供了一种新策略。
史上最强Mate，华为Mate40系列抢占5G制高点2020年10月22日，华为新品发布会成为手机行业年度压轴大戏，给所有人带来各种惊喜，在性能和外观方面非常完美，可称得上2020年的首屈一指的超级旗舰机。每年的Mate系列都会给行史上最强Mate诞生了，化名是华为Mate40系列华为Mate40Pro一经亮相，就被称为史上最强Mate系列，不容错过。华为Mate40系列作为巅峰旗舰，集成全球首款5纳米5GSoC旗舰芯片麒麟9000系列并采用超感知徕卡影像技华为Mate40系列发布，史上最强Mate，金箔不让须眉2020年10月22日华为发布的旗舰产品华为Mate40系列手机，无论是在外观设计上，还是在整体性能上，华为Mate系列一直以来都是华为的一大亮点。而华为Mate40系列配置也是非史上最强Mate华为Mate40Pro，美得不可方物看完10月22日晚，华为Mate40系列全球线上发布会，相信有不少朋友跟我一样，都相信华为Mate40Pro将会是一款顶级智能手机。作为华为手机的忠实用户，我已迫不及待了！我先来说华为Mate40Pro开售就秒售罄，不止因为更长续航一到年底，手机品牌都会推出自己品牌的新款旗舰机型，而华为也同样推出了年度旗舰华为Mate40Pro。该机不仅超长续航，在游戏性能方面也不甘示弱，为此，我早早已被圈粉购买！华为Mat史上最强Mate？华为Mate40Pro告诉你真香答案10月22日晚，全球线上发布了华为Mate40系列。从发布会上能够看出，华为正以雷霆之势重构一座未来之城，用极致科技重构人们对于旗舰手机的想象，精彩即刻呈现。下面我带大家一起来看看巨额打造，华为Mate40系列成史上最强Mate在历代投入中无论人力还是资金都是最高的，这代产品的财务数据，包括华为Mate40ProPro保时捷，大概是5。6亿美金（约37。5亿人民币）的投入，是非常大的一个数字。华为Mate换新机？史上最强Mate华为Mate40Pro不容错过10月22日发布的华为Mate40Pro，除了5G芯片上的优势之外，还有很多亮点，比目前市面上其他5G手机更有优势，下面一起来看一下这款史上最强华为Mate手机吧。华为Mate40华为Mate40EMU11，双11的好搭档距离双11还有不到一天的时间，相信各位小伙伴们已经蠢蠢欲动准备下单了。而今天华为Mate40系列也进入了高级狂欢阶段，升级版的EMUI11，为了对标史上规则最复杂的双11，EMUIX特遣队全员集结BOSS级巨兽斯塔罗变态发育过程让人打冷战前几篇我们一直在介绍迷雾里的克苏鲁怪物，不可名状的它们让人头皮发麻，所以今天让我们缓缓，给大家说说DC宇宙里的大萌王，怪物编号0037征服者斯塔罗。斯塔罗全名征服者斯塔罗（音译St星际争霸虫族中坚力量飞螳狂暴的怪物凭借机动性称霸星河上一篇我们介绍的是星际争霸陆地最强生物雷兽，这篇我们来说说下星际虫族的空中主力，怪物编号0014飞螳（Mutalisk）。飞螳诞生于星际争霸的幻想世界中，故乡是泽鲁斯（银河系炎热中