【成果简介】

北京大学深圳研讨生院新资料学院潘锋教授课题组最近在LiMn1-xFexPO4资料的结构与功能研讨获得重要发展。他们成功合成了两种高铁锂反位量的α-LiMn1-xFexPO4纳米资料（50纳米的颗粒），附近的反位程度却体现出了极大的电化学功能差异。

该研讨成果宣布在世界资料与能源的尖端期刊Nano Letters (Nano Lett., 2017, 17 (8), 4934–4940, 影响因子为12.7，Nature Index杂志之一)上，该作业由潘锋教授和布鲁克海文国家实验室的章炜博士辅导，由2015级博士生胡江涛作为榜首作者及团队的协作下完结。

【图文导读】

第二相β-LiMn1-xFexPO4以2纳米量子点嵌入到α-LiMn1-xFexPO4 50纳米颗粒

图 LiFe0.5Mn0.5PO4电极不同高倍率功能的起点

三维锂离子通道晓畅传输及被套嵌的量子点阻塞的资料体现不同的充放电功率

【研讨内容】

充电机充电锂离子蓄电池作为高效的能量存储系统在交通运输范畴具有广泛的应用，包含混合式动力电动车（HEV），插电式混合动力轿车（PHEV）和电动轿车（EV），可是现有商用的充电机充电锂离子蓄电池正极资料不能够满足人们关于能量密度、倍率功能以及稳定性的需求。LiNixCoyMnzO2的安全性、流程繁琐性等问题阻碍了大规模的运用；尖晶石锰LiMn2O4面对严峻的容量衰减问题；安全功能好且廉价的LiFePO4摆脱不了低作业电压、低能量密度的限制，为了进步作业电压和能量密度，现在学术界和工业界关于LiMn1-xFexPO4资料的研讨越来越注重。

经过和布鲁克海文国家实验室、德国于利希国家实验室、美国阿贡国家实验室等协作，课题组对两种资料的结构进行了深入分析，用高精度球差电子显微镜首次发现磷酸铁锰锂的第二相β-LiMn1-xFexPO4以量子点（2纳米左右）嵌在α-LiMn1-xFexPO4 50纳米颗粒中。研讨发现功能好的资料其铁锂反位量高，产生了许多的缺点方位，由于这些缺点点打通了相邻的其他方向的传输，使得锂离子的传输从一维锂离子通道传输扩展成为三维通道传输，然后进步了该充电机充电锂电池资料的充放电功能。如果α-LiMn1-xFexPO4资料存在第二相β-LiMn1-xFexPO4以量子点嵌入形成套嵌结构的纳米资料后，嵌入量子点将阻塞部分锂离子的三维通道传输，然后降低了锂离子在整个晶体的传输功率，影响了该充电机充电锂电池资料的充放功能。