Li_(x)(Mg,Ni,Zn,Cu,Co)_(1-x)O高熵氧化物负极材料电化学储锂特性

高熵氧化物是一种新型单相固溶体材料,作为转换反应类型的锂离子电池负极材料近年来受到了广泛关注。本工作通过氧化物与LiH固相加热反应合成了预锂化的单相Li_(x)(Mg,Ni,Zn,Cu,Co)_(1-x)O(x=0,0.08,0.16,0.2)高熵氧化物负极材料,并研究了其电化学储锂特性。结果表明,低价态Li^(+)在晶格中引入以及电荷补偿作用使得高熵氧化物中形成Co^(3+)、Ni^(3+)和氧空位,高价态Co^(3+)和Ni^(3+)的存在提高了转换反应的电子转移数;氧空位的形成提升了高熵氧化物的导电能力,有利于提高转换反应动力学;同时,非活性Mg^(2+)充当缓冲基质保证了电化学过程中的结构稳定性。因此,预锂化的Li_(0.16)(Mg,Ni,Zn,Cu,Co)0.84O高熵氧化物负极材料在100 mA/g的电流密度下表现出679 mAh/g的高可逆比容量,63.7%的首次库仑效率,较小的电极极化(充放电平台电压差为-0.9 V),并且在1000 mA/g的高电流密度下,800次循环后可逆比容量仍保持在651 mAh/g,显示出优异的循环稳定性和倍率特性。