Реферат: В последние годы повышенный интерес вызывают новые классы литий-избыточных катодных и анодных материалов с разупорядоченной структурой каменной соли (disordered rock salt, DRX), в которых отсутствуют каналы для диффузии ионов Li+. В DRX катодных материалах состава Liy(Me1Mе2)2-yO2 ионы Li+ и переходного металла (Ме) с одинаковой вероятностью занимают одни и те же октаэдрические позиции в решетке, а диффузия ионов Li+ происходит путем перескока от одного октаэдра к другому через промежуточный тетраэдр (o-t-o диффузия). Наличие фтора в оксифторидах DRX-F (Li1+x(MeMn3+)1-xO2-yFy, где Me = Ti4+, Nb5+) влияет на локальное упорядочение ионов Mn3+, а также на стабильность окислительно-восстановительной пары O2-/O- и ее вклад в удельную емкость. С другой стороны, путем смешения пяти оксидов CoO, CuO, MgO, NiO и ZnO в эквимолярном соотношении с последующей термической обработкой при 1000 °С были синтезированы высокооэнтропийные оксиды (НЕО) - однофазные оксидные системы, содержащие пять и более катионов. Стабилизация однофазных твердых растворов Co0.2Cu0.2Mg0.2Ni0.2Zn0.2O и Lix(Co0.2Cu0.2Mg0.2Ni0.2Zn0.2)2-xO2-xFx (0 ≤ x ≤ 1) с кристаллической структурой каменной соли оказалась возможной за счет большого вклада энтропии смешения в свободную энергию Гиббса. Отдельной группой анодных материалов являются высокоэнтропийные оксиды со структурой шпинели (HES), например (Cr0.2Fe0.2Mn0.2Co0.2Ni0.2)3O4, полученные методом твердофазного синтеза при 500-1000 °С на воздухе. После шарового измельчения размер частиц такого материала уменьшается до 20 нм. Начальная удельная емкость при циклировании в области 0.01-3.0 В составляет 1333.6 мА•ч/г и уменьшается до 329.9 мА•ч/г после 20 циклов. В работе проведено сравнительное исследование условий синтеза, кристаллической структуры, морфологии и электрохимических свойств четырех классов высокоэнтропийных оксидов: 1) Liy(MeMn3+)2-yO2, где Me = Ti4+, Nb5+; 2) Li1+x(MeMn3+)1-zO2-yFy, где Me = Ti4+, Nb5+; 3) Lix(Co0.2Cu0.2Mg0.2Ni0.2Zn0.2)2-xO1-xFx; 4) (Cr,Fe,Mn,Co,Ni)3O4.

Библиографическая ссылка: Косова Н.В.
Катион-разупорядоченные и высокоэнтропийные оксиды/оксифториды в качестве электродных материалов для литий-ионных аккумуляторов
Химия в интересах устойчивого развития. 2024. Т.32. №5. С.618-629. DOI: 10.15372/KhUR2024594 РИНЦ CAPlus OpenAlex

Переводная версия: Kosova N.V.
Cation-Disordered and High-Entropy Oxides/Oxyfluorides as Electrode Materials for Lithium-Ion Batteries
Chemistry for Sustainable Development. 2024. V.32. N5. P.599-610. DOI: 10.15372/CSD2024594 WOS РИНЦ OpenAlex

Даты:

Поступила в редакцию:	25 апр. 2024 г.
Принята к публикации:	30 авг. 2024 г.
Опубликована online:	8 нояб. 2024 г.

Идентификаторы БД:

РИНЦ:	74500641
Chemical Abstracts:	AN 2025:269035
OpenAlex:	W4404497516

Альметрики: