通过酸涂层和热处理对丰富的正极材料进行双重修改
Peiyuan Guan1, Jie Min1, Fandi Chen1
1School of Materials Science and Engineering, University of New South Wales, Sydney 2052, Australia.
Journal of colloid and interface science
|September 1, 2023
概括
酸 (SrTiO3) 涂层增强了高能离子电池的富含的三元氧化物阴极 (NCM811). 这种双重修改通过抑制副作用和优化离子迁移来改善周期寿命和容量保留.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 储能 储能 储能 储能 储能 储能
背景情况:
- 富含的三元氧化物,如LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811),是高能离子电池 (LIB) 的关键.
- 一个重大挑战是这些丰富的正极材料中高容量和长周期寿命之间的权衡.
- 由于当前阴极技术的电化学稳定性有限,先进的LIBs的商业化受到阻碍.
研究的目的:
- 通过解决容量衰减和结构不稳定问题来提高NCM811的电化学性能.
- 为了研究使用基酸盐 (SrTiO3) 为NCM811阴极的双修饰策略的有效性.
- 为了优化SrTiO3修改NCM811阴极的热处理条件.
主要方法:
- 采用了一种简单的双重修饰方法,将NCM811涂上酸 (SrTiO3).
- 涂层材料经过了特定的热处理,重点是热温度在600°C左右.
- 电化学性能通过循环测试 (例如,200个循环的1C率) 和容量保留和放电容量的分析来评估.
主要成果:
- 涂有SrTiO3的NCM811阴极在1C的200个循环后提供了188.5mAh/g的高放电容量,容量保留90%.
- 该SrTiO3保护层有效地抑制了NCM811阴极和电解质之间的有害副作用.
- 来自SrTiO3的界面Ti兴奋剂减少了Li+/Ni2+的混合,并促进了更有效的Li+迁移,增强了结构稳定性和电化学动力学.
结论:
- 使用SrTiO3的双修改策略显著提高了丰富的层状阴极的结构稳定性和电化学动力学.
- 优化的热处理 (例如,3 wt% STO涂层NCM811与600°C化) 对于实现卓越的性能至关重要.
- 这种方法为开发具有更好的能量密度和循环寿命的高性能LIB提供了有希望的途径.
