リチウム電池のポジティブ電極材料としてのマイクロスケールのコアシェル構造を持つLi[(Ni0.8Co0.1Mn0.1)0.8(Ni0.5Mn0.5)0.2]O2の合成と特徴付け

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• 電気化学 電気化学について
• エネルギー貯蔵 エネルギー貯蔵

背景:

• ニッケルに富んだ層状酸化物 (Li[Ni(1-x) M(x) ]O(2) は,リチウム電池に高い容量を提供します.
• しかし,ナイロンに富んだ材料は,構造的不安定性と劣った熱性能に苦しんでいます.
• マンガンを添加したリチウム・ニッケル酸化物 (Li[Ni{0.5}Mn{0.5}]O{2}) は,良好な安定性を提供するが,容量は限られている.

研究 の 目的:

• 高容量と熱安定性の強化を組み合わせたコア・シェル構造のカトド材料を合成する.
• リチウムイオン電池のサイクル能力と全体的な性能を改善するために.

主な方法:

• 球形のコア・シェル構造の合成は,コアとしてLi[Ni]{0.8}Co{0.1}Mn{0.1}]O{2}とシェルとしてLi[Ni}{0.5}Mn{0.5}O{2}を使用しています.
• コア・シェルの材料 (Li[(Ni(0.8)Co(0.1)Mn(0.1))(0.8)(Ni(0.5)Mn(0.5))(0.2)]O(2)/炭素) を使ってカトドを製造する.
• コア・シェル構造細胞の電気化学試験は,500サイクルで1Cの速度で行われます.

主要な成果:

• コア・シェル構造は,Niに富んだコアからの高容量とシェルからの熱安定性を成功裏に統合しました.
• Li[{Ni{0.8}Co{0.1}Mn{0.1}){0.8}Ni{0.5}Mn{0.5}){0.2}O{2}/炭素電池は,純粋なNi豊富な材料と比較して優れた循環性と熱安定性を示しました.
• 材料は,1Cの速度で500サイクル以上,性能を維持しました.

結論:

• 開発されたコアシェル構造材料は,高容量リチウム電池の有望な正電極です.
• このアプローチは,カトド材料における容量と安定性の間のトレードオフに対処する上で重要なブレークスルーを提供します.
• コア・シェルのデザインは,バッテリーの性能と耐久性を効果的に高めます.