在电池中单晶丰富分层阴极的挑战和方法
Jiangtao Hu1, Hongbin Wang1, Biwei Xiao2
1Graphene Composite Research Center, College of Chemistry and Environmental Engineering, Shenzhen University, Shenzhen518060, China.
National science review
|November 9, 2023
概括
富含的单晶层过渡金属氧化物 (NMCs) 具有高能量密度,但其容量迅速衰减. 本综述探讨了它们的降解机制,以指导电动汽车稳定,高性能NMC阴极的开发.
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:
- 电池面临的是能量密度和安全之间的权衡,阻碍了先进的应用.
- 富含的多层过渡金属氧化物 (NMC) 是电动汽车的关键阴极材料,多晶和单晶形式都得到了广泛的研究.
- 虽然单晶NMC表现有前途,特别是含量较低的,但与多晶相比,富含Ni的变体表现出加速的容量色.
研究的目的:
- 系统地审查单晶NMC阴极的降解机制.
- 为研究方向提供新的见解,以提高富含Ni的单晶NMC阴极的稳定性.
- 引导开发用于下一代能源存储的实用,高性能NMC阴极材料.
主要方法:
- 文献审查和对NMC阴极降解现有研究的分析.
- 对单晶NMC结构特有的衰减机制的系统检查.
- 确定导致丰富单晶NMC产能衰减的关键因素.
主要成果:
- 富含的单晶NMC阴极表现出比多晶NMC更快的容量衰变.
- 了解单晶结构的特定故障模式对于解决它们的不稳定性至关重要.
- 目前的研究表明,在富含Ni的单晶配置中,结构和化学降解途径加速.
结论:
- 富含Ni的单晶NMC阴极的快速容量衰变限制了它们的实际应用.
- 对基本降解机制的进一步研究对于开发稳定的单晶NMC材料至关重要.
- 这一观点旨在引导未来的研究克服稳定性挑战,并允许使用先进的富含Ni的单晶NMC阴极.
