Récemment, une équipe de recherche a réalisé le suivi en temps réel de l'évolution de la structure électronique / magnétique dans les matériaux à base de MN riche en Li pendant le cyclisme initial à travers le dispositif de caractérisation de l'opérando auto-développé.
Leur étude, publiée dans Matériaux avancésa élucidé le mécanisme critique sous-jacent à la réaction redox de l'oxygène. L'équipe de recherche était dirigée par le professeur Zhao Bangchuan de l'Institut de physique solide, les Instituts des sciences physiques Hefei de l'Académie chinoise des sciences, en collaboration avec le professeur Zhong Guohua de l'Institut Shenzhen des technologies avancées et le professeur Li Qiang de l'Université Qingdao.
Avec la montée en puissance des véhicules électriques et de l'économie à basse altitude, la demande de batteries à haute énergie augmente. Les matériaux à base de MN riches en Li se distinguent en raison de leur grande capacité, de leur gamme de tensions larges et de leur rentabilité.
Cependant, des problèmes tels que la libération d'oxygène, la migration des métaux de transition et l'évolution structurelle irréversible provoquent la désintégration de la tension et la perte de capacité, limitant l'application pratique. La surveillance en temps réel de ces variations est essentielle pour comprendre le mécanisme redox de l'oxygène.
Dans cette étude, les chercheurs ont développé une plate-forme de test de magnétisme de l'opérando de haute précision en intégrant des tests électrochimiques avec un système de mesure magnétique du dispositif d'interférence quantique supraconducteur, permettant le suivi en temps réel des transformations structurelles et électroniques clés dans les matériaux à base de MN riches en LI.
En observant les changements magnétiques pendant les cycles de charge et de décharge, les chercheurs ont découvert des relations dynamiques entre la magnétisation, la structure électronique et les interactions en oxygène – offrant de nouvelles perspectives sur la façon dont la réaction redox de l'oxygène contribue à une capacité spécifique.
Leurs résultats révèlent un processus en deux étapes dans l'évolution de l'aimantation. Au début du stade de charge inférieur à 4,5 V, la magnétisation diminue à mesure2+ oxyde à Ni3+/ Ni4+signalant l'activation du redox du métal de transition. Lorsque la tension dépasse 4,5 V, la réaction redox de l'oxygène domine la compensation de charge, conduisant à un rebond inattendu dans la magnétisation.
Cette étude offre de nouvelles perspectives sur la conception rationnelle des matériaux cathodiques basés sur la réaction redox à haute performance, selon l'équipe.
