锂离子电池用钴基氧化物的结构设计及本征活性调控的研究进展
Research Progress on Structural Design and Intrinsic Activity Modulation of Co-Based Oxides for Lithium-Ion Batteries
作者单位E-mail
王雄 中国计量大学材料与化学学院, 杭州 310018  
王睿 中国计量大学材料与化学学院, 杭州 310018 wangrui@cjlu.edu.cn 
康巧玲 中国计量大学材料与化学学院, 杭州 310018  
李冬云 中国计量大学材料与化学学院, 杭州 310018  
徐扬 中国计量大学材料与化学学院, 杭州 310018  
葛洪良 中国计量大学材料与化学学院, 杭州 310018  
高峰 南京大学现代工程与应用科学学院, 南京 210023  
陆轻铱 南京大学化学化工学院, 南京 210023  
摘要: 锂离子电池的商业石墨负极材料的容量已经接近理论值,限制了动力电池的发展,开发容量高、稳定性好、循环寿命长和倍率性能优良的新型负极材料显得尤为重要。钴基氧化物材料由于其具有较高的比容量,是锂离子电池的理想负极材料之一。本文分别从结构设计和化学成分调控2个方面,结合本课题组近年来的研究及国内外重要文献综述了钴基氧化物作为锂离子电池负极材料的研究进展。在结构设计方面,通过构建一维结构、二维结构、三维结构、空心结构、碳材料支撑结构以及异质结构来增加钴基氧化物的反应活性位点数量;而在化学成分调控方面则通过引入无定型结构、非金属杂原子掺杂、金属杂原子掺杂、构筑高熵氧化物来提高钴基氧化物的本征活性,从而提高钴基氧化物的锂离子电池性能。最后,对钴基氧化物在锂离子电池领域未来的发展进行了展望。
关键词: 锂离子电池  钴基氧化物  结构调控  电子调控  负极材料
基金项目: 国家自然科学基金(No.22175084,21871130)资助。
Abstract: At present, the capacity of commercial graphite anode materials for lithium-ion batteries is close to the theoretical value, which limits the development of power batteries. Therefore, it is particularly important to develop anode materials with high capacity, good stability, long cycle life, and excellent rate performance. Co-based oxide materials are one of the ideal anode materials for lithium-ion batteries due to their high specific capacity. In this review, the influence of the increase of active sites of Co-based oxides to promote lithium storage performance is reviewed from the structural design including the construction of one-dimensional structures, two-dimensional structures, three-dimensional structures, hollow structures, carbon material support structures, and heterostructures. The control of intrinsic activity includes the introduction of amorphous structure, non-metallic heteroatom doping, metal heteroatom doping, and the construction of high-entropy oxides. Finally, the future development of Co-based oxides in the field of lithium-ion batteries is prospected.
Keywords: lithium-ion battery  Co-based oxide  structural regulation  electronic regulation  anode material
投稿时间:2022-03-27 修订日期:2022-06-18
摘要点击次数:  1657
全文下载次数:  616
王雄,王睿,康巧玲,李冬云,徐扬,葛洪良,高峰,陆轻铱.锂离子电池用钴基氧化物的结构设计及本征活性调控的研究进展[J].无机化学学报,2022,38(9):1673-1689.
查看全文  查看/发表评论  下载PDF阅读器
Support information: