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设计钾离子电池耐用高倍率K0.45Ni0.1Fe0.1Mn0.8O2正极:理论和实验联合研究
文献摘要：
钾离子电池在大规模储能方面具有广阔的前景.然而,缺乏合适的正极材料限制了其实际应用.此外,为钾离子电池合理设计先进的正极材料仍然面临挑战.本工作中,通过密度泛函理论计算,我们发现层状过渡金属氧化物中Fe-O键稳定性高于Co-O键.此外,Fe基层状氧化物中的钾离子迁移具有明显低于Co基氧化物的活化能垒.基于这一理论预测,我们成功合成了一种低成本的K0.45Ni0.1Fe0.1Mn0.8O2正极,该正极显示出优异的结构稳定性和储钾性能,包括较长的循环寿命和高倍率性能.此外,所设计的K0.45Ni0.1Fe0.1Mn0.8O2正极具有良好的全电池性能,放电容量约为75 mAh g-1,100次循环后容量保持率约为80％.在层状氧化物正极中,Fe比高成本Co具有更好的结构稳定性和钾离子扩散能力,这一发现为低成本和高性能钾离子电池层状正极的设计提供了新的思路.这项工作突出了以理论为指导的实验在筛选有前景的电池材料方面的可行性.
文献关键词：
中图分类号：
作者姓名：
党荣彬;闫清波;赵恩岳;李娜;吴康;陈中军;吴忠华;刘向峰;胡中波;肖小玲
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引用格式：
[1]党荣彬;闫清波;赵恩岳;李娜;吴康;陈中军;吴忠华;刘向峰;胡中波;肖小玲-.设计钾离子电池耐用高倍率K0.45Ni0.1Fe0.1Mn0.8O2正极:理论和实验联合研究)[J].中国科学：材料科学（英文）,2022(07):1741-1750
A类：
45Ni0,8O2
B类：
钾离子电池,耐用,K0,1Fe0,1Mn0,联合研究,大规模储能,正极材料,合理设计,面临挑战,过密,密度泛函理论计算,层状过渡金属氧化物,Co,层状氧化物,离子迁移,活化能垒,理论预测,结构稳定性,储钾性能,循环寿命,高倍率性能,电池性能,放电容量,mAh,容量保持率,离子扩散,扩散能力,一发,电池材料
AB值：
0.282503
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