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含硼聚陰離子梯度摻雜實現(xiàn)高電壓富鎳鋰正極!

清新電源 ? 來源:清新電源 ? 2023-11-15 15:47 ? 次閱讀

研究背景

富鎳層狀氧化物(即LiNixCoyMnzO2、x≥0.6,x+y+z=1、NCM),具有成本合理,高電壓(3.8 V vs Li/Li+)和高比容量(>180mAhg?1)等優(yōu)點,但在長期重復充電?放電期間,特別是在惡劣(即高溫和高壓)運行條件下,結構/界面通常不穩(wěn)定,導致容量退化嚴重。富鎳正極的快速衰減主要是由于表面重建和相變,由于二次顆粒球中一級顆粒間的各向異性,在充放電過程中由于體積變化較大而產(chǎn)生裂紋。裂紋沿晶界從晶間傳播到顆粒間,導致二次顆粒微球發(fā)生裂紋和粉碎,最終導致容量快速衰減。微裂紋暴露了新的活性位點,促進了碳酸鹽基電解質(zhì)的分解。因此,正極?電解質(zhì)的副反應加劇,導致表面重建和結構坍塌。所有這些缺點都導致在高電壓或溫度下循環(huán)時富鎳正極的性能顯著下降,消除了更高能量密度方面的優(yōu)勢。因此,制定有效的策略來緩解相變和表面副反應,同時構建富鎳層狀正極材料表面/體相的有利結構。

成果簡介

近日,華南理工大學劉軍教授設計了一種多功能改性策略(即梯度工程和表面晶格重構),建立了一種化學力學可靠的單晶硼烷聚陰離子摻雜LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(B-NCM)正極,并在高壓下穩(wěn)定工作(≥4.5VvsLi/Li+)。研究發(fā)現(xiàn),在富鎳正極中引入硼基極陰離子,可以在NCM粒子表面形成硼聚陰離子梯度摻雜結構和無序相,進一步抑制副反應和不可逆相變。該工作以“Gradient Boracic Polyanion Doping-Derived Surface Lattice Modulation of High-Voltage Ni-Rich Layered Cathodes for High-Energy Density Li-Ion Batteries”為題發(fā)表在ACS Energy Letters上。

研究亮點

(1) 引入簡單的梯度摻雜工程,成功提高富鎳正極在4.5 V下的穩(wěn)定性;

(2) 在富鎳正極中引入硼基陰離子不僅實現(xiàn)了濃度梯度摻雜,還誘導了表面晶格重構(Li/Ni交換),構建了表面無序的穩(wěn)定保護層。;

(3) 有效地抑制碳酸鹽基電解質(zhì)的分解,形成更薄、更穩(wěn)定的富磷CEI層。

圖文導讀

采用XRD測定NCM和B-NCM的結構,如圖1a、b所示。XRD精修數(shù)據(jù)表明,NCM和B-NCM正極不含雜質(zhì)相。將Rietveld細化結果與未摻雜NCM的結果進行比較,發(fā)現(xiàn)B-NCM的c軸晶格參數(shù)和單元體積分別從14.218?和101.368?3增加到14.221?和101.516?3。B3+具有相對較小的離子半徑,可能占據(jù)Li和過渡金屬(TM)層中氧陣列位點的四面體間隙,從而使單元格增大。此外,從圖1c可以看出,在低角(003)峰被歸一化的條件下,高角(104)峰略微向較低的角度移動,證實了這一猜想。因此,我們可以進一步推斷,B元素以硼烷基聚陰離子的形式摻雜到NCM中。在圖1d中,11的質(zhì)量電荷比可以歸因于B?。圖1e中所示的B-NCM的B?、BO?和NiO? 片段顯示,元素B在材料中均勻分布。此外,為了進一步研究元素原子濃度隨蝕刻深度的變化,采用氬離子刻蝕技術進行了XPS深度剖面分析。如圖1f,g所示,在2000 s蝕刻深度時仍然可以檢測到Ni和B原子。如圖1h所示,隨著蝕刻時間的增加,B的相對含量從0.46%逐漸下降到0.06%。結合XRD、XPS和TOF-SIMS的分析結果,B原子被成功地引入NCM,并在粒子表面實現(xiàn)了梯度硼烷聚陰離子摻雜。這種獨特的元素分布可能在局部表面產(chǎn)生獨特的微觀結構,并最終影響電化學性能。

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圖1. (a) NCM和(b) B-NCM正極的粉末XRD精修數(shù)據(jù),以及(003)和(104)峰的放大圖(c)比較。在B-NCM上,代表B(m/Q=11)片段的(d) TOF-SIMS光譜。(e)B-NCM顆粒中B?、BO?和NiO?離子的TOF-SIMS圖像。B-NCM在不同蝕刻時間下的(f) Ni 2p和(g) B 1s的XPS光譜。(h)B的相對含量作為蝕刻時間的函數(shù),顯示B從表面到體積的分布。

我們發(fā)現(xiàn)B-NCM表面表現(xiàn)出約2 nm的無序相結構,這是由于B摻雜引起的Ni向Li+ 3a位點的遷移,如圖2a所示。對HAADF-STEM圖像的線輪廓分析證實了Ni存在Li的位置上,如圖2b所示。此外,通過改變硼酸的數(shù)量,將不同的表面無序?qū)酉嗯c厚度控制在小于1nm(H3BO3/MC2O4 xH2O=0.783wt%,記為B-NCM-1)和6nm(H3BO3/MC2O4 xH2O=5.997wt%,記為B-NCM-6),分別如圖2c,d所示。原始NCM在表面上顯示出一個明確的有序?qū)酉辔唬▓D2a,左)。對于B-NCM-1,它在厚度小于1 nm的深度開始經(jīng)歷輕微的晶格轉(zhuǎn)變,在Li+ 3a位點出現(xiàn)了一個微弱的白點。隨著硼酸數(shù)量的增加,這種晶格轉(zhuǎn)變在表面以下更寬的區(qū)域上變得明顯,毫無疑問,Li位點中的Ni2+占據(jù)比顯著提高。如圖2d,d’所示,BNCM-6的外延無序相的厚度為6 nm,連續(xù)相變?nèi)鐖D2e所示,表示在Ni/Li無序相中,Ni2+/Li+晶格的互換程度隨B含量的變化而增加。

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圖2.(a)NCM正極表面結構的高角環(huán)形暗場掃描透射電鏡(HAADF-STEM)圖像。(b)表面控制描述示意圖。樣品表面硼量最小和最大硼量的HAADF-STEM圖像:分別為(c) B-NCM-1和(d,d’)B-NCM-6。(e)在NCM表面觀察到的響應B含量變化的相結構演化示意圖。

接下來,研究了NCM和B-NCM作為LIB正極在CR 2025硬幣型電池在高截止電壓下的電化學性能。首先在2.8?4.5V的電壓范圍內(nèi)研究這兩個樣品的倍率性能(圖3a)。在C/5、C/2、1C和2C(1C = 180 mA g?1)下,NCM和BNCM的平均放電容量相似,分別為198、188、180和170mAhg?1。隨著5C和7C倍率的提高,兩種樣品的平均放電容量均有所下降,且NCM的容量比B-NCM的下降速度要快得多。在7C時,B-NCM的放電容量為131.95mAhg?1,約為C/ 5時放電容量的66.8%,遠高于NCM(69.67mAhg?1)。

為了進一步揭示兩個樣品不同的壓降行為,它們對應的平均中值電壓如圖3b所示。NCM和B-NCM電池都具有高的中值電壓,即在C/10到1C時提供約3.8V。然而,與NCM正極相比,B-NCM正極在5C 3.7V和7C 3.5V的平均放電中值電壓顯著增加。這意味著B-NCM材料中的層狀結構更加穩(wěn)定。然而,隨著硼烷聚陰離子的引入,NCM正極的容量保留率顯著提高(圖3c)。在C/3下進行200次循環(huán)后,B-NCM正極保留了89.5%的初始放電容量,而NCM正極保留了59.2%。在1C時也觀察到類似的趨勢,如圖3d所示。B-NCM的放電中值電壓降低了53.10 mV,相當于一個周期內(nèi)降低了0.27 mV,遠低于NCM的(119.90 mV)(圖3e)。富鎳正極的一個關鍵問題是,高溫加劇了LiPF6在充放電過程中的分解,導致電極表面產(chǎn)生嚴重的寄生反應,特別是在高壓條件下

因此,在60°C,截止電壓為4.5V的條件下,對兩個樣品進行了電化學測試。B-NCM的第一放電容量為198.3mAhg?1,低于NCM,201.5mAhg?1,如圖3f所示。然而,B-NCM的循環(huán)性能顯著提高,在150個循環(huán)后顯示出152.4mAhg?1(76.5%的容量保留)。與此同時,NCM在150次循環(huán)后的放電容量為131.2mAhg?1,對應的容量保留率為64.1%。富鎳正極的另一個問題是在帶電狀態(tài)下加熱時會產(chǎn)生大量的氧氣,即更多的鋰脫出會導致正極在更高的溫度下釋放更多的氧氣。

因此,在30°C和0.1C的倍率下充電到4.5 V后,在脫鋰狀態(tài)下測試了熱穩(wěn)定性。如圖3g所示,在用電解質(zhì)對帶電的Li1?xNi0.6Co0.2Mn0.2O2正極進行加熱的過程中,在DSC曲線中只觀察到一個放熱峰。BNCM樣品的起始溫度為276.6°C,高于NCM,267.2°C,說明氧從晶格開始演化的溫度延遲了近10°C。這一結果可能是由于較高的B?O鍵焓(809 kJ mol?1)增強了晶格氧的結構穩(wěn)定性。這一結果清楚地表明,表面無序相作為納米層可以有效地阻斷與電解質(zhì)的副反應。

為了進一步促進了金屬鋰負極的應用,采用硬幣式全電池制備正極和CC@ZnO/NC@Li鋰金屬負極對B-NCM材料的電化學性能進行了評價。B-NCM全電池提供了187.1mAhg?1的高初始放電容量。與此同時,在100次循環(huán)后,它的可逆放電容量為170.4mAhg?1,容量保留率為91.1%(圖3h)。綜上所述,如圖3i的雷達匯總圖所示,在粒子表面進行梯度硼烷聚陰離子摻雜后,高溫、高壓循環(huán)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性顯著提高。

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圖3. (a)在不同充電?放電倍率(C/10、C/5、C/2、1C、2C、5C和7C)下的倍率能力。(b)不同電荷?放電倍率下的平均中值電壓。NCM和B-NCM在(c) C/3和(d) 1C(1C = 180 mA g?1)倍率下的循環(huán)穩(wěn)定性。(e)在1C倍率下的中值電壓。(f)NCM和B-NCM正極在1C和60°C下的循環(huán)性能。(g) 充電至4.5 V后,NCM和B-NCM的DSC譜。(h)B-NCM正極在2.8-4.5V電壓和1C倍率條件下,B-NCM||CC@ZnO/NC@Li硬幣型全電池在30°C下進行100個循環(huán)的長期循環(huán)性能(i)對兩個樣品進行綜合性能比較的雷達匯總圖。

為了直接研究充放電過程中的結構變化與電荷狀態(tài)(SOC)之間的關系,我們使用了原位和非原位XRD技術。在層狀過渡金屬氧化物正極的XRD模式中,(003)峰的位置位移表示晶格參數(shù)c值的變化,而(101)表示a和b值的變化。雖然NCM和B-NCM具有相似的晶體結構,但在充電過程中,電池的晶體相演化有明顯的差異。顯然,NCM的(003)峰值表示大于B-NCM(0.423°)的變化幅度(0.773°),從圖4a,b中可以看出。充電過程中(003)峰的不同演化行為表明,NCM的體積變化大于B-NCM,會導致嚴重的結構惡化(如不可逆相變、嚴重的層狀結構坍塌),特別是在高溫和高SOC下循環(huán)后

在2.8?4.7V的電壓范圍內(nèi),通過非原位XRD在不同的充放電狀態(tài)下進一步研究了NCM和B-NCM之間的相變特征,如圖4c、d所示。圖4e中繪制了相應的晶格參數(shù)a=b、c和單元體積。根據(jù)試驗結果,可以觀察到,在充電?放電過程中,兩個電極都表現(xiàn)出相似的相變(H1-M-H2-H3)。這種結構行為類似于NCM622和其他鎳基層狀氧化物正極材料。在圖4e中,晶格參數(shù)隨著SOC的變化而變化,B-NCM的c-晶格和單位細胞體積變化程度小于NCM,結果表明,B聚陰離子梯度摻雜有效地緩解了相變引起的體積變化,從而提高了結構的穩(wěn)定性。

為了進一步解析B-NCM正極的穩(wěn)定機制,采用TEM/STEM分析了在60°C下150次正極循環(huán)后的微觀結構變化。STEM圖像和FFT模式顯示,在4.5 V和60°C下進行150個循環(huán)后,NCM的層狀結構完全轉(zhuǎn)變?yōu)閹r鹽相(圖4f)。這是由于從H1到H3的層狀相變?yōu)閹r鹽相,特別是在高溫和高壓下工作時,會加劇。

在B-NCM中只觀察到大約10 nm的巖鹽相層,如圖4g所示,B-NCM在高溫和高SOC下也經(jīng)歷了相變。同時,由于表面無序相的存在,有效地抑制了這一現(xiàn)象,以保證了結構的穩(wěn)定性,提高了材料的電化學性能。如前所述,B-NCM的相變被有效抑制,因為適當數(shù)量的Ni2+遷移到Li層,通過柱效應增強晶格。

總的來說,如圖4h所示,在長期循環(huán)過程中,兩個樣品都受到與鋰脫出/插入相關的c-晶格參數(shù)的收縮和膨脹的影響。這些過程很容易誘導有序?qū)訝钕嘟Y構向巖鹽結構的相變,從而阻礙鋰離子的傳輸,高溫高壓進一步加劇了不可逆相變,導致結構坍塌和容量快速衰減。這些問題被B聚陰離子梯度結構修飾顯著抑制。此外,硼烷梯度摻雜可以緩解界面晶格的錯配,B-NCM表面/體相的強B-O鍵和保護層使得相變的可逆性和層狀結構的穩(wěn)定性大大提高。

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圖4.比較(a) NCM和(b) B-NCM充電0.1充電4.5 V的原位XRD數(shù)據(jù)。(c) NCM和(d) B-NCM正極材料在2.8-4.7V之間充電和放電過程中的原位XRD數(shù)據(jù)以及電壓分布及(e)相應的晶格參數(shù)。(f)在1C和60°C下進行150個循環(huán)后的NCM粒子近表面的HAADF-STEM圖像。(g)在1C和60°C下進行150次循環(huán)后的B-NCM粒子近表面的HAADF-STEM圖像。(h)示意圖顯示了梯度硼烷聚陰離子摻雜以增強循環(huán)穩(wěn)定性的機理理解。

通過TOF-SIMS進一步分析了循環(huán)正極的表面,以更深入地了解梯度硼烷聚陰離子修飾NCM提高電池電化學性能的機理。在高壓條件下,電池在200次循環(huán)后被拆卸。如圖5所示,未摻雜NCM和B摻雜NCM電極界面的多個化學深度剖面圖表明,CEI薄膜上具有復雜的多層結構。圖5a?f顯示了具有代表性的CEI成分的深度剖析,包括形成無機、有機和P化合物。無機CEI層主要是由電解質(zhì)溶劑和循環(huán)過程中的LiPF6分解產(chǎn)生的。過渡金屬層狀氧化物固有的問題之一是,正極材料與有機電解質(zhì)存在嚴重的副反應,特別是在4.5V的高脫鋰狀態(tài)下,這一結果加劇了酸性物質(zhì)(如HF)對材料表面的攻擊,導致其結構惡化和活性金屬元素的溶解,最終在CEI膜的表面/下表面形成過渡金屬氟化物(如NiF3?,MnF3?)。三維渲染圖(圖5e)和俯視圖TOF-SIMS化學圖像(圖5f),以可視化這些降解誘導的化學物質(zhì)在循環(huán)后的濃度梯度。從圖5a?d可以看出,有機和金屬氟化物物種在B-NCM正極中表現(xiàn)出較低的濃度。然而,B-NCM中的無機含磷成分的濃度明顯高于NCM中,這意味著B-NCM的CEI膜形成了鈍化的無機富磷層。這些結果表明,正極和電解質(zhì)間相之間的副反應得到了有效的抑制。

通過XPS測量揭示了在NCM和B-NCM上形成的CEI的化學鍵合環(huán)境(圖5g?j)。。在兩個正極的C 1s光譜中都可以觀察到屬于C?C、C?H、C?F、C?O、C=O和O=C?O鍵的特征峰。一般來說,C?O峰(286.66 eV)、C=O峰(287.51 eV)、O=C?O峰(288.89 eV)和C?F峰(290.97 eV)的化學成分構成了碳基官能團,這在很大程度上歸因于電解液中碳酸鹽基溶劑的分解。原始NCM電極的C?O、C=O和C=C?O鍵的總積分面積大于B-NCM的總積分面積。如前所述,在循環(huán)電極表面的碳酸鹽化學積累的濃度越大,正極粒子表面的CEI膜的穩(wěn)定性就越差。

因此,這表明無序相處理的B-NCM正極中有機溶劑的分解受到極大的抑制。P 2p、O 1s和F 1s的XPS光譜也進一步證明了類似的結果。在O 1s光譜,如圖5h所示,C=O的比例(532.2 eV)和C?O(533.68eV)峰值來自Li2CO3/ ROCO2Li ,NCM明顯大于B-NCM,表明電解質(zhì)分解B-NCM有效地抑制。此外,NCM的晶格O峰(529.3eV)的積分面積明顯低于B-NCM,表明在B-NCM中形成了更薄的CEI膜和更穩(wěn)定的CEI膜。在P 2p光譜中,已經(jīng)擬合了來自LixPOyFz和LixPFy的有害離子導體的兩種類型的磷峰(圖5i)。LixPOyFz峰的積分面積在NCM高于B-NCM,說明可以有效抑制LiPF6的分解。上述XPS數(shù)據(jù)分析結果證實,由于表面無序相結構,可以有效地緩解電極/電解質(zhì)界面上的不利副反應。

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圖5. 在2.8?4.5V范圍內(nèi)的1℃條件下進行200次循環(huán)后,NCM622電極的非原位表面表征。(a)C2F?、(b)LiF2?、(c)NiF3?和(d) MnF3?的TOF-SIMS深度圖譜。NCM和BNCM正極表面的PO3?、LiF2?、LiF2?、NiF3?和MnF3?)的三維重建和(f)PO3?、LiF2?、NiF3?和MnF3?的TOF-SIMS化學成像。原始NCM和B-NCM正極的(g) C 1s、(h) O 1s、(i) P 2p和(j) F 1s元素的XPS光譜。

為了了解NCM粒子表面的無序?qū)訝钕嗳绾握{(diào)整界面性質(zhì)從而優(yōu)化電化學性能,我們進行了EIS(測試前和30°C不同循環(huán)后)和自放電(30和60°C)研究(圖6a?d)。通過與相應的等效電路模型進行擬合,對EIS數(shù)據(jù)進行定量分析,擬合結果如圖6b所示。值得注意的是,原始NCM電極的電荷轉(zhuǎn)移電阻(Rct)的擬合值從73.1Ω顯著增加到715.7Ω(200次循環(huán)后),這是由于在長循環(huán)中副反應的積累導致表面阻抗增加。通過摻雜B聚陰離子,可以有效地解決了這一現(xiàn)象。此外,表面膜電阻(Rsf)值進一步證實了這一結果。相比之下,在Rs、Rsf和Rct值中,B-NCM在第3~50個周期中的波動均小于NCM。重要的是,NCM電極的Rsf值隨循環(huán)而變化,而B-NCM的Rsf值基本保持不變(圖6b)。這是因為B-NCM存在表面無序相,在循環(huán)中形成了一個更穩(wěn)定的CEI,這已被XPS和TOF-SIMS的結果所證實。對于在30和60°C下電流密度為0.1C的自放電試驗,NCM和B-NCM細胞首先充電至4.6 V(vs Li/Li+),然后靜止72或48小時,然后放電至2.8 V。

將兩個樣品充電至4.6 V,靜息72或48 h后的開路電壓(OCV)值有明顯差異。例如,在60°C下作用48 h后,B-NCM的OCV比NCM增加了23.9 mV。在60°C下停留48小時后,NCM的電池放電容量為150.36mAhg?1,明顯低于B-NCM的166.78mAhg?1(圖6d)。這些結果表明,B-NCM樣品的CEI更為穩(wěn)定,在極端條件下(即高壓、高溫),并能抵抗電極/電解質(zhì)副反應。為了進一步驗證B聚陰離子梯度結構策略緩解表面有害副反應,采用原位DEMS實驗,監(jiān)測了第一次電荷過程中氣體H2(m/z=2)、O2(m/z=32)、CO2(m/z = 44)和POF2(m/z=85)的釋放。在圖6e中,原始NCM陰極的POF2演化主要發(fā)生在4.31?4.6 V期間,這與NCM表面的活性氫氧基與PF6?陰離子的反應相對應。POF2的演化從4.45 V顯著增加,因此,NCM在4.51 V后二氧化碳的釋放速率顯著提高,這源于碳酸鹽基電解質(zhì)與NCM表面的Ni4+之間的副反應。相比之下,對于B-NCM陰極,如圖6f所示,在第一次充電至4.6 V的過程中,沒有可見的電解質(zhì)分解產(chǎn)生氣態(tài)POF2、二CO2和H2,說明電解質(zhì)分解明顯減輕。

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圖6.(a)NCM和B-NCMZ正極不同循環(huán)下的Nyquist圖,根據(jù)EIS結果對應的Rsf擬合。NCM和B-NCM樣品在60°C下的自放電行為:(c)充電曲線和靜止和(d)放電曲線下的開路電壓(OCV)行為。將(e) NCM和(f) B-NCM正極充電至4.6 V時原位DEMS測試。

總結與展望

在這篇文章中,作者通過引入簡單的梯度摻雜工程,成功地提高了富鎳正極在4.5 V下的穩(wěn)定性。結果表明,在富鎳正極中引入硼基極陰離子不僅實現(xiàn)了硼基陰離子濃度梯度摻雜,還誘導了表面晶格重構(Li/Ni交換),構建了表面無序相的超穩(wěn)定保護層。在Li/Ni交換后,Ni元素占據(jù)了部分Li位,界面B?O梯度摻雜結構顯著緩解了高脫鋰狀態(tài)下H1-H3相變。此外,它還能有效地抑制碳酸鹽基電解質(zhì)的分解,形成更薄、更穩(wěn)定的富磷CEI層。以上結論解決了高壓下富鎳正極材料的不可逆相變、結構塌陷和容量快速衰減的問題,顯著提高了電化學性能(7C時131.95mAhg?1,1C和30°C下200次循環(huán)后容量保持88.5%)、熱穩(wěn)定性(高脫鋰態(tài)的熱分解溫度提高了近10°C)以及結構穩(wěn)定性(減輕不可避免的有害H1-H3相變,保持相對完整的層狀結構)。這種多功能改性策略也可廣泛應用于無鈷富鎳層狀氧化物,促進其在高能密度鋰離子電池中的應用。







審核編輯:劉清

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原文標題:華南理工大學劉軍教授ACS Energy Letters:含硼聚陰離子梯度摻雜實現(xiàn)高電壓富鎳鋰正極!

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    的頭像 發(fā)表于 01-07 14:47 ?257次閱讀
    具有優(yōu)越循環(huán)性的雙重改性的低應變<b class='flag-5'>富</b><b class='flag-5'>鎳</b><b class='flag-5'>正極</b>軟包全電池

    半互穿網(wǎng)絡電解質(zhì)用于電壓金屬電池

    研究背景 基于正極金屬電池的能量密度有望超過400 Wh kg-1,然而在電壓充電時,
    的頭像 發(fā)表于 12-23 09:38 ?298次閱讀
    半互穿網(wǎng)絡電解質(zhì)用于<b class='flag-5'>高</b><b class='flag-5'>電壓</b><b class='flag-5'>鋰</b>金屬電池

    微量多功能添加劑顯著提升4.8V正極和硅氧負極電池的超高壓性能

    ?LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2, NCM811) 與高容量硅基負極相結合,被認為是高能量密度鋰離子電池?(LIBs)?的理想候選者之一。然而,在含量、
    的頭像 發(fā)表于 12-23 09:26 ?434次閱讀
    微量多功能添加劑顯著提升4.8V<b class='flag-5'>富</b><b class='flag-5'>鎳</b><b class='flag-5'>正極</b>和硅氧負極電池的超高壓性能

    穩(wěn)定性錳基正極材料

    研究背景 錳基層狀氧化物(Li1+x[NiMnCo]1-xO2,LMR-NMC)具有氧陰離子氧化還原的額外容量和出色的價格競爭力,因而是下一代鋰離子電池(LIBs)的潛在
    的頭像 發(fā)表于 12-10 10:39 ?310次閱讀
    <b class='flag-5'>高</b>穩(wěn)定性<b class='flag-5'>富</b><b class='flag-5'>鋰</b>錳基<b class='flag-5'>正極</b>材料

    定量識別摻雜位點:解鎖正極材料的高性能與穩(wěn)定性

    研究背景 隨著電子設備和電動汽車對高能量密度電源需求的增長,鋰離子電池(LIBs)的正極材料成為了研究的熱點。然而,大多數(shù)正極材料存在諸如儲存能力低、動力學緩慢和電化學不穩(wěn)定性等固有
    的頭像 發(fā)表于 12-09 09:15 ?328次閱讀
    定量識別<b class='flag-5'>摻雜</b>位點:解鎖<b class='flag-5'>富</b><b class='flag-5'>鋰</b><b class='flag-5'>正極</b>材料的高性能與穩(wěn)定性

    離子電池正極材料中摻雜位點的定量識別研究

    層和層,這種不同的摻雜位點分布對材料的氧活性和電化學性能產(chǎn)生顯著影響。該研究不僅揭示了摻雜元素在LLOs中的分布規(guī)律,還為通過共摻雜策略優(yōu)化LLOs的循環(huán)性能提供了新的思路,這對于提
    的頭像 發(fā)表于 12-05 09:39 ?362次閱讀
    鋰<b class='flag-5'>離子</b>電池<b class='flag-5'>富</b><b class='flag-5'>鋰</b><b class='flag-5'>正極</b>材料中<b class='flag-5'>摻雜</b>位點的定量識別研究

    中科院溫兆銀教授:鋰離子電池表面梯度陰極

    ? 研究背景 豐富的分層氧化物正極材料(如LiNixCoyMnzO2, 簡稱NCM)因其理論比容量、快速的電子/離子傳輸速率和較高的輸出電壓
    的頭像 發(fā)表于 11-22 10:18 ?423次閱讀
    中科院溫兆銀教授:鋰<b class='flag-5'>離子</b>電池表面<b class='flag-5'>梯度</b><b class='flag-5'>富</b><b class='flag-5'>鎳</b>陰極

    聚陰離子錨定策略提升高電壓LiCoO2的反應動力學性能于EES中探究

    鈷酸(LiCoO2)目前仍是鋰離子電池主流的正極材料。若將LiCoO2正極電壓提高到4.6 V可以直接提高鋰
    的頭像 發(fā)表于 11-14 11:22 ?387次閱讀
    <b class='flag-5'>聚陰離子</b>錨定策略提升高<b class='flag-5'>電壓</b>LiCoO2的反應動力學性能于EES中探究

    單晶正極容量快速失效機制分析!

    隨著電動汽車領域高速發(fā)展,對長續(xù)航動力電池體系的需求也不斷增長。研究發(fā)現(xiàn),層狀氧化物LiNixCoyMn1?x?yO2 (NMC,x>0.5)是一種潛在高能量密度電池正極材料。
    的頭像 發(fā)表于 05-27 10:49 ?952次閱讀
    單晶<b class='flag-5'>富</b><b class='flag-5'>鎳</b><b class='flag-5'>正極</b>容量快速失效機制分析!

    磷酸鐵正極材料嗎

    磷酸鐵是一種非常重要的鋰電池正極材料。它具有獨特的橄欖石型結構,由鐵、磷和氧組成,其中鋰離子在充放電過程中嵌入和脫出。
    的頭像 發(fā)表于 05-19 14:45 ?1042次閱讀

    用于延長高壓Ni三元金屬電池壽命的無氟醚基電解液

    采用(Ni)層狀氧化物正極搭配金屬(Li)負極的金屬電池(LMBs)的能量密度有望達到傳統(tǒng)鋰離子
    的頭像 發(fā)表于 04-30 09:08 ?1450次閱讀
    用于延長高壓<b class='flag-5'>高</b>Ni三元<b class='flag-5'>鋰</b>金屬電池壽命的無氟醚基電解液

    開發(fā)高性能鋰離子電池正極摻雜策略

    NCM陰極固有的化學和結構不穩(wěn)定性導致了容量快速衰減、熱不穩(wěn)定性、氣體演化和安全等問題。
    的頭像 發(fā)表于 04-24 09:04 ?1805次閱讀
    開發(fā)高性能鋰<b class='flag-5'>離子</b>電池<b class='flag-5'>富</b><b class='flag-5'>鎳</b><b class='flag-5'>正極</b>的<b class='flag-5'>摻雜</b>策略

    價格“錨定”磷酸鐵,鈉電池企業(yè)提質(zhì)降本進行時

    2024年將有超過5家鈉電企業(yè)完成5GWh級鈉電池產(chǎn)能,超過5家企業(yè)完成數(shù)千噸級聚陰離子正極材料產(chǎn)能。
    的頭像 發(fā)表于 04-16 17:21 ?760次閱讀

    正極電壓衰減機理終于講明白了!

    在鋰離子電池正極材料中,具有超高容量的材料正極一直備受關注,但其循環(huán)過程中快速的電壓衰減導致
    的頭像 發(fā)表于 03-22 09:27 ?1843次閱讀
    <b class='flag-5'>富</b><b class='flag-5'>鋰</b>錳<b class='flag-5'>正極</b><b class='flag-5'>電壓</b>衰減機理終于講明白了!

    利用太陽輻射直接修復正極

    (Li)和錳(Mn)層狀氧化物材料(LMRO)因其高能量密度而被認為是最有前途的下一代電池正極材料之一。
    的頭像 發(fā)表于 03-11 09:12 ?1243次閱讀
    利用太陽輻射直接修復<b class='flag-5'>富</b><b class='flag-5'>鋰</b><b class='flag-5'>富</b>錳<b class='flag-5'>正極</b>!
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