尖晶石型高熵氧化物的制备和电化学性能

• 作者: 俞海云 冒爱琴 刘晓磊 李文超 谢鸿翔 项厚政
• 来源期刊: 高等学校化学学报
• 学科: 化学
• 关键词: 锂离子电池 高熵氧化物 尖晶石型 电化学性能 非活性镁离子
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 物理化学
• 页码范围: 1801-1809
• 页数: 9页
• 分类号: O646
• 字数: 6187字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7503/cjcu20200263

摘要

采用溶液燃烧法制备了化学组成均一的尖晶石型(Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2M0.2)3O4(M=Co,Zn,Mg)高熵氧化物(HEOs)纳米晶粉体,并将3种高熵氧化物用作锂离子电池负极材料,研究了活性过渡金属Co和Zn阳离子与非活性Mg阳离子对电化学性能的影响.结果表明,由于具有高构型熵稳定的晶体结构,3种高熵氧化物均表现出优异的循环稳定性,其中含有非活性Mg离子的高熵氧化物(Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2Mg0.2)3O4不仅具有更高的初始比容量(1300 mA·h/g)和倍率性能(在3 A/g电流密度下比容量约为450 mA·h/g),且在循环500次后Li+的扩散系数为其它2种高熵氧化物的3倍以上.(Cr0.2Fe0.2Mn0.2Ni0.2Mg0.2)3O4电化学性能提高的原因是非活性Mg离子不仅避免了锂化过程中活性物质的团聚,还提高了锂离子的扩散系数.