Các tạp chất tungsten theo dấu giúp giảm suy giảm điện áp trong các cực dương giàu lithium

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Nankai của Trung Quốc đã phát triển một phương pháp mới để giảm thiểu sự suy giảm điện áp trong các cực dương oxit lớp giàu lithium (LRLO), một vật liệu đầy hứa hẹn cho thế hệ pin lithium-ion tiếp theo được sử dụng trong xe điện và lưu trữ lưới điện. Sự suy giảm điện áp, một thách thức lớn trong các pin năng lượng cao này, xuất phát từ sự không ổn định về cấu trúc, sự di chuyển của kim loại chuyển tiếp và sự mất oxy trong quá trình sạc-xả ở điện áp cao. Nhóm nghiên cứu đã đưa vào một lượng rất nhỏ (dưới 1% nguyên tử) các tạp chất tungsten (W⁶⁺) vào các vị trí kẽ tứ diện trong mạng tinh thể của cực dương — một vị trí pha tạp không truyền thống so với các vị trí bát diện thông thường. Các kỹ thuật hình ảnh tiên tiến đã xác nhận vị trí đặc biệt của tungsten, tạo ra lực đẩy Coulomb tầm xa giúp ngăn chặn sự di chuyển của kim loại chuyển tiếp và ổn định cấu trúc trên một vùng rộng lớn hơn nhiều so với các hiệu ứng ở quy mô nguyên tử thông thường. Việc pha tạp tại vị trí kẽ tứ diện này làm giảm đáng kể ứng suất mạng tinh thể và ngăn ngừa sự hình thành các vị trí thiếu oxy cũng như sự giải phóng oxy, những yếu tố then chốt gây ra sự suy giảm điện áp. Kết quả thực nghiệm cho thấy các cực dương pha tạp tungsten...