LiMn2O4纳米线正极在充放电循环过程中的1D锂离子传输

《Small》：1D Lithium-Ion Transport in a LiMn2O4 Nanowire Cathode during Charge–Discharge Cycles

原位电子能量损失谱学可视化锂离子在单晶尖晶石纳米线阴极中沿电解液浸没端的一维传输机制，发现锂浓度变化滞后电流响应，脱锂时浓度梯度呈现非扩散特性，揭示电化学势梯度驱动的一维锂离子迁移模型。

　　

摘要

理解锂离子的传输机制对于开发快速充电的锂离子电池至关重要。本研究利用原位电子能量损失谱（EELS）技术，观察了锂离子在LiMn₂O₄纳米线正极中的一维运动情况。该纳米线正极的一端浸入离子液体电解质中，通过充放电循环进行实验。通过一系列图像分析，量化了纳米线正极与电解质界面附近的锂离子分布情况，结果表明：界面附近的锂离子浓度变化滞后于电池电流的变化。在脱锂过程中，纳米线正极中远离界面的区域的锂离子浓度会降低。基于这些观察结果，研究人员建立了一个模型，解释了锂离子在一维正极中的传输机制：锂离子是沿着电化学势梯度移动的，而非通过简单的扩散过程。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。