P2型钠离子电池正极材料Na0.66Mn0.675Ni0.1625Co0.1625O2的表面重构及其演变的电子显微表征

摘要

采用球差校正扫描透射电子显微镜(STEM)、X射线能谱(EDS)等分析手段表征了高温固相法合成的Na066Mn0.675Ni0.1625Co0.1625O2钠离子过渡金属氧化物正极材料.X射线衍射(XRD)结果表明该材料为结晶性良好的P2型钠离子层状氧化物(P63/mmc).原子尺度的结构与成分分析显示材料表面存在宽度约为1-2nm的表面重构层,重构区域内存在大量晶格畸变与反位缺陷,并伴有一定程度的成分偏析一表面富钴(Co)、缺镍(Ni).进一步研究表明这些表面重构区域在时效过程中会发生明显的“退化”,即初始表面重构层宽度会进一步扩展至5-10nm,部分区域钠离子耗尽,由层状结构转变为尖晶石(Spinel,Fd(3)m)与岩盐相(rocksalt,Fm(3)m)共存的结构.