Mejorar la densidad de potencia y la vida útil de los cátodos de la batería NMC811 a través de la combinación de...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La electroquímica es electroquímica.
• Almacenamiento de energía Almacenamiento de energía

Sus antecedentes:

• El tiempo de carga es un obstáculo importante para la adopción de vehículos eléctricos (EV).
• El patrón de electrodos mejora el transporte de iones, pero a menudo reduce la densidad de energía debido al aumento de la porosidad.
• Los electrodos de un solo cristal NMC811 (SC-NMC811) ofrecen densidades de calandrado más altas, compensando potencialmente la porosidad inducida por el patrón.

Objetivo del estudio:

• Investigar el patrón láser de los electrodos SC-NMC811 para mejorar el rendimiento de la velocidad y la densidad de energía.
• Para explorar las compensaciones entre la porosidad del electrodo, el patrón y la densidad de energía volumétrica.
• Comprender los mecanismos detrás de una mejor retención de capacidad en electrodos con patrones.

Principales métodos:

• Calendario SC-NMC811 electrodos a una porosidad del 25%.
• Introduzca patrones de agujero inducidos por láser (espaciado entre 100 y 600 μm) para mantener la porosidad por debajo del 30%.
• Utilice la fotometría de carga operando, el mapeo por espectroscopia de pérdida de energía de electrones (EELS), el mapeo por difracción de rayos X (XRD) y la tomografía computarizada XRD (XRD-CT).

Principales resultados:

• Mejoras sistemáticas en el rendimiento de la tasa con mayor densidad de agujero.
• Reducción de la pérdida de oxígeno de la red catódica en electrodos con patrones.
• Disminución del transporte de metales de transición y el crecimiento de la impedancia de la interfase de electrolito sólido del ánodo (SEI).
• Mejora en la retención de capacidad y en la longevidad de los electrodos.

Conclusiones:

• Los electrodos SC-NMC811 pueden ser sobre-calandrados y con patrones láser mientras se mantiene una baja porosidad promedio (<30%).
• El patrón de electrodos mejora tanto el rendimiento de la velocidad como la longevidad.
• La reducción de la pérdida de oxígeno y la mejora de la estabilidad contribuyen a las ganancias de rendimiento observadas.