Модификация активности кислорода на газотвёрдой границе раздела в слоистых оксидных катодах для литий-ионных аккумуляторов

Решёточный кислород может играть важную роль в электрохимических процессах, не только обеспечивая структурную стабильность, но и влияя на свойства переноса электронов и ионов в высокоёмких оксидных катодных материалах для литий-ионных аккумуляторов. В настоящей работе разработана реакция на газотвёрдой границе раздела, обеспечивающая тонкий контроль активности кислорода посредством равномерного создания кислородных вакансий без нарушения структурной целостности богатых литием слоистых оксидов. Теоретические расчёты и экспериментальные исследования показывают, что кислородные вакансии создают благоприятную среду для диффузии ионов в объёме материала и существенно подавляют выделение газа с поверхности. Целевой материал обеспечивает разрядную ёмкость до 301 мА·ч·г⁻¹ при начальной кулоновской эффективности 93,2%. После 100 циклов сохраняется обратимая ёмкость 300 мА·ч·г⁻¹ без заметного снижения напряжения. Это исследование проливает свет на комплексное проектирование и управление активностью кислорода в системах на основе оксидов переходных металлов для литий-ионных аккумуляторов следующего поколения.