图1. a) LiMn2O4晶体结构中不同位点的示意图；b) 掺入Al的不同位点的形成能量。LMO c）和Al-LMO d）的晶体结构示意图。绿色、紫色、红色和黄色的球体分别代表Li、Mn、O和Al原子。e）MnO6八面体的轨道能量图以及Mn3+和Mn4+的电子轨道。LMO h)和Al-LMO i)平行于xy平面的切片的电荷密度。j)LMO k)和Al-LMO的Mn的计算预测电子状态密度。LMO l)和Al-LMO m)的O和Mn-O的COHP分析的计算预测电子状态密度。
图2.揭开所获得样品的晶体结构和表面组成的神秘面纱。a）Al-LMO样品的Rietveld refnements结果。b） 获得材料的 Mn L-edge SXAS 光谱。c-e）XPS光谱，包括获得的样品的Mn 2p，Mn 3s和O 1s。f） 获得的样品的 EPR 模式。g） 改性活生物体的形态和元素分布。改性活生物体h）和Al-LMO j）原子结构的横截面透射电镜图像。i） 所选面板 h） 区域的放大图像。k，l） 所选面板 j） 区域的放大图像。图中标记的橙色条、紫色条和绿色条的对应原子对比度曲线（i，k，l）。
图3.脱锂和锂化过程中所得电极的结构演变. a）LMO c）和Al-LMO的原位XRD测试所对应的充电/放电曲线。b) LMO d)和Al-LMO的原位XRD测试的等高线图。e) LMO g)和Al-LMO的不同电压下的Mn 3s光谱。LMO i）和Al-LMO j）在OCV、全充电和全放电状态下的Mn L边SXAS光谱。LMO k）和Al-LMO l）在开路电压（OCV）、全充电（4.3V）和全放电（3.2V）状态下的O K-edge SXAS光谱。
图4. 所得样品的电化学性能比较。a) 在0.1 C下的初始充放电曲线和相应的库伦效应。b) 在1 C下100个循环的样品的循环性能。c,d) LMO和Al-LMO在1 C下不同循环的充放电曲线。e,f) LMO和Al-LMO在1 C下不同循环的dQ/dV曲线。g) 所获样品的速率能力。） Al-LMO的速率能力与已报道的具有不同改性策略的LMO相比较。
图5. 所获电极的结构演变。横截面STEM-HAADF成像显示了LMO a)和Al-LMO d)电极在0.1 C下循环20次之后的原子结构。紫色和黄色的原子代表正常的Mn原子和Al原子。黄色箭头表示迁移的Mn原子。插图是面板a）和d）中第1行至第4行的相应原子对比曲线。LMO表面的O K-edge g)和Mn L-edge h)的EELS光谱。Al-LMO表面的O K-edge i)和Mn L-edge j)的EELS光谱。n) LMO和Al-LMO半电池在1 C下循环100次后，电极的XPS光谱和C 1s k)、F 1s l)和O 1s m)的成分分析。o) 在0.1 C下循环20次后放电至3.2伏的准备好的样品循环后的XRD图。 |
|
|
