Li2MSiO4的存在问题及解决方法1
2017-06-08
锂电世界小王子4090核心提示：由于Li2MSiO4的氧化还原电位较低[2.8V(相对于Li/Li+)]，材料暴露于空气中将发生化学脱锂过程。Nyten等人[115]采用现场光电子能谱( PES/XPS)对Li2MSiO4的稳定性和表面性质研究发现，材料在空气中暴露，表面会形成L12C03等碳酸盐物种，说明发生了化学氧化脱锂的过程。
《锂电世界》 由于Li2MSiO4的氧化还原电位较低[2.8V(相对于Li/Li+)]，材料暴露于空气中将发生化学脱锂过程。Nyten等人[115]采用现场光电子能谱( PES/XPS)对Li2MSiO4的稳定性和表面性质研究发现，材料在空气中暴露，表面会形成L12C03等碳酸盐物种，说明发生了化学氧化脱锂的过程。厦大杨勇教授课题组对Li2MSiO4储存性能也进行了研究，研究表明随着材料在室温空气中储存时间的延长，其体相结构发生明显变化，对称性由P21/n转变为Pnma。与之相应，材料的电化学性能也发生显著变化，主要表现在首次充电过程中3.2V平台容量的衰减，对应于化学氧化脱锂过程。空气中储存后的L12FeSi04通过高温退火后，其结构和性能可以得到恢复。
虽然Li2MSiO4材料从理论上讲可以释放出2个Li+，但由于释放出第二个Li+的电压较高，所以比容量只有150mA．h。g-l左右。Li2MSiO4和L12NiS104第二个锂离子脱出的电压平台在5.OV左右，目前由于电解液体系的限制还不易实现，并且钴、镍的价格高等问题也限制这种材料的商业化，因此对这两种材料的研究相对较少。从上节讨论可见虽然Li，MnSi0。材料中Mn容易实现两电子交换（Mn2+门vIri计和Mn3+瓜甜+），可逆脱嵌两个Li+，理论比容量高达333mA·h·g-l，但其循环稳定性较差；另外材料的电子导电性能差，电导率约为10-．6S．cni-l，所以倍率性能差；相对来讲Li，FeSi0。在充放电过程中表现出比Li，MnSi0。的稳定性，虽然Li，FeSi04导电性比Li，MnSi04好，但也只有10-14S．cm-1。这是目前Li2MSi0。材料面临的主要问题。解决的方法同LiFePO。材料，可以将材料合成为纳米材料和进行碳包覆，进行掺杂等方法。
Dinesh Rangappa等人采用超临界液体反应罐合成了超薄的Li：MnSi0。纳米片材料，这种材料在45℃±5℃条件下放电比容量可以达到340mA．h-g。1。这个结果表明材料中的两个锂可以可逆脱／嵌，循环20次时有好的循环性能没有发生结构破坏，说明二维纳米片结构可以克服结构的不稳定性。
Wu Xiaozhen等人合成了纳米蠕虫状Li，FeSi0。．C复合材料，使材料有较好的倍率和循环性能。20C循环600次几乎没有衰减。
虽然Li2MSiO4材料从理论上讲可以释放出2个Li+，但由于释放出第二个Li+的电压较高，所以比容量只有150mA．h。g-l左右。Li2MSiO4和L12NiS104第二个锂离子脱出的电压平台在5.OV左右，目前由于电解液体系的限制还不易实现，并且钴、镍的价格高等问题也限制这种材料的商业化，因此对这两种材料的研究相对较少。从上节讨论可见虽然Li，MnSi0。材料中Mn容易实现两电子交换（Mn2+门vIri计和Mn3+瓜甜+），可逆脱嵌两个Li+，理论比容量高达333mA·h·g-l，但其循环稳定性较差；另外材料的电子导电性能差，电导率约为10-．6S．cni-l，所以倍率性能差；相对来讲Li，FeSi0。在充放电过程中表现出比Li，MnSi0。的稳定性，虽然Li，FeSi04导电性比Li，MnSi04好，但也只有10-14S．cm-1。这是目前Li2MSi0。材料面临的主要问题。解决的方法同LiFePO。材料，可以将材料合成为纳米材料和进行碳包覆，进行掺杂等方法。
Dinesh Rangappa等人采用超临界液体反应罐合成了超薄的Li：MnSi0。纳米片材料，这种材料在45℃±5℃条件下放电比容量可以达到340mA．h-g。1。这个结果表明材料中的两个锂可以可逆脱／嵌，循环20次时有好的循环性能没有发生结构破坏，说明二维纳米片结构可以克服结构的不稳定性。
Wu Xiaozhen等人合成了纳米蠕虫状Li，FeSi0。．C复合材料，使材料有较好的倍率和循环性能。20C循环600次几乎没有衰减。
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