用于高分散单晶NCM90立方体的三段烧结的谷物生长抑制剂
Hao Huang1, Hongjian Zhu1, Jian Gao1
1Beijing Advanced Innovation Center for Soft Matter Science and Engineering, State Key Laboratory of Organic-Inorganic Composites, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|November 27, 2023
概括
这项研究引入了使用MoO3的三段烧结方法,以创建高度分散的单晶,,,氧化物 (SC-NCM) 阴极材料. 这种方法显著提高了先进电池的C-rate性能.
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
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 单晶---氧化 (SC-NCM) 由于表面积减少和机械强度提高,可以提供更好的循环寿命.
- 然而,SC-NCM面临着挑战,包括粒子聚合和低速率能力,限制了其实际应用.
- 开发可扩展的方法来克服这些局限性对于推进NCM阴极技术至关重要.
研究的目的:
- 开发一种有效的策略,以提高速度性能,生产高度分散的SC-NCM.
- 研究一种谷物生长抑制剂和一种新型烧结工艺在实现所需材料性质方面的作用.
- 为高性能电池提供先进的SC-NCM材料的大规模生产.
主要方法:
- 采用了三段烧结 (TSS) 工艺,包括形成,谷物生长和保存的不同阶段.
- 三氧化物 (MoO3) 作为一种谷物生长抑制剂,用于控制颗粒大小并防止聚合.
- 合成的结果是表面Mo-doped SC-NCM (MSC-NCM) 立方体,其形态和组成受到控制.
主要成果:
- 使用TSS和1mol%MoO3.3,成功合成了高度分散的MSC-NCM立方体 (平均直径1.3μm).
- 该方法有效地抑制了谷物生长和颗粒聚合,从而提高了表面性能.
- 与常规SC-NCM相比,暴露的主导 (104) 晶体面,更喜欢Li+迁移,显著改善了C-rate性能.
结论:
- 拟议的TSS战略与MoO3相结合,是生产高性能SC-NCM阴极的可行方法.
- 表面Mo-doping和受控的晶体面暴露是提高速率能力的关键.
- 该工艺与工业生产兼容,为先进的NCM电池材料的大规模制造铺平了道路.
