替代层过渡金属氧化物电极的内在动力限制
Antonin Grenier1,2, Philip J Reeves3, Hao Liu1
1X-ray Science Division, Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory, 9700 South Cass Avenue, Lemont, Illinois 60439, United States.
Journal of the American Chemical Society
|March 24, 2020
概括
由于流动性的动力限制,替代的层叠过渡金属氧化物 (LTMO) 电极的第一循环效率较低. 在先进的电池材料中,这种容量损失是可逆的,与运输有关,而不是电压切断.
科学领域:
- 材料科学
- 电化学
- 固态化学
背景情况:
- 与LiCoO2 (LCO) 相比,NMC和NCA等替代的层过渡金属氧化物 (LTMOs) 的第一循环库伦比效率较低.
- 了解这种效率下降的原因对于开发先进的电池材料至关重要.
研究的目的:
- 调查替代LTMOs的第一循环库伦比效率降低的根本原因.
- 阐明这些电极材料中的动力效应和的移动性限制.
主要方法:
- 使用同步X射线衍射 (XRD) 和核磁共振 (NMR) 光谱.
- 对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2和其他LTMOs进行了电化学测量.
主要成果:
- 降低LiNi0.8Co0.15Al0.05O2的第一循环容量损失是一种可逆的动力效应,这是由于高化水平 (x > 0.88) 导致Li的流动性受到限制.
- 这种动力限制独立于切断电压,表现为电压歇斯底里和双模组合分布的增加.
- 核磁共振数据证实在x> 0.86时的转移有限,5%的替代足以诱导这种动力限制.
结论:
- 在替代的LTMOs中观察到的容量损失主要是与运输障碍相关的动态现象.
- 诸如空度,层大小,电荷储存机制和电荷定位等因素有助于这些动力障碍.


