自旋电子超交换相互作用调控锂电池正极材料技术研究

【成果简介】

北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授团队通过第一性原理计算，发现三元层状正极材料中过渡金属离子之间“自旋电子超交换”作用。本工作由新材料学院潘锋教授、郑家新副研究员指导硕士生滕高烽、辛潮博士后、博士生卓增庆共同完成，研究成果以“Role of Superexchange Interaction on Tuning of Ni／Li Disordering in Layered Li（NixMnyCoz）O2”为题发表J． Phys． Chem． Lett．上。在美国伯克利国家实验室杨万里教授参与软X射线的实验测量和机理讨论。以上工作得到了国家材料基因组重大专项（2016YFB0700600）、国家自然科学基金（Nos． 21603007 and 51672012）、深圳市科技创新委 （Nos．JCYJ20150729111733470 and JCYJ20151015162256516）的资助支持。

【图文导读】

图1 锂电池三元层状正极材料结构

（a）锂电池三元层状正极材料结构；

（b）Ni／Li反位（TM）6?O3?Ni?O3?Li（TM）5结构基元；

（c）过渡金属层中反位Li的离子环境。

图2 三元层状材料Ni／Li反位后形成180°超交换相互作用

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