通过非破坏性透法方法揭示Ni-Rich阴极中的相位过渡
Gulzat Nuroldayeva1,2, Desmond Adair1,3, Zhumabay Bakenov1,2,4
1Institute of Batteries LLC, Kabanbay Batyr Ave 53, S4, 511, Astana 010000, Kazakhstan.
ACS omega
|October 23, 2023
概括
这项研究引入了一种非破坏性测量方法,用于检测富含的电池阴极的相变. 富含的NCM和NCA材料在特定的电荷状态下经历相变,由X射线衍射证实.
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:
- 对高性能电池的日益增长的需求需要提高能源密度和安全性.
- 富含的阴极材料,如NCM (LiNixCoyMnzO2) 和NCA (LiNixCoyAlzO2),由于其高容量,电压,循环寿命和成本效益,对于下一代电池至关重要.
- 目前用于了解电池电极行为的现场表征方法通常需要专门的设备和样本准备.
研究的目的:
- 为分析电极材料提供热电测动态表征作为一种方便的替代方案.
- 在电化学循环过程中研究富含的正极材料的内部热特性和结构变化.
- 使用非破坏性测量技术,识别特定的富含的正极材料中的相变.
主要方法:
- 采用非破坏性测量方法来表征电极材料.
- 使用热电压测量动态表征来评估内部热特性.
- 用现场X射线衍射 (XRD) 测量证实了这些发现.
主要成果:
- 在40-30%充电状态 (SOC) 之间,NCM (LiNi0.83Co0.12Mn0.05O2) 中证明了相变的发生.
- 在NCA中确定了相变发生 (LiNi0.88Co0.09Al0.03O2) 在90-80% SOC之间.
- XRD分析证实了通过测量观察到的相变.
结论:
- 热电位测动态表征提供了一种有价值的,非破坏性的方法来理解电极材料的行为.
- 在广泛使用的富含的NCM和NCA阴极中,在不同的SOC范围内精确检测到特定的相位过渡.
- 该方法有助于理解高能电池阴极的操作机制和潜在降解途径.
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