稳定丰富的单晶LiNi0.83 Co0.07 Mn0.10 O2 阴极使用Ce/Gd配的高复合表面
Jing Li1, Hui Yang2, Qiang Deng1
1Guangzhou Key Laboratory for Surface Chemistry of Energy Materials, New Energy Research Institute, School of Environment and Energy, South China University of Technology, 510006, Guangzhou, P. R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|January 15, 2024
概括
本研究介绍了Ce/Gd合并的单晶--氧化物 (SC-NCM) 阴极材料,用于离子电池 (LIB). 这些材料通过形成一个高区来增强循环稳定性,防止结构降解.
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:
- 富含的分层氧化物是离子电池 (LIB) 的重要阴极材料,因为它们的容量很高.
- 然而,它们的实际应用受到电化学循环过程中的快速结构降解的限制.
研究的目的:
- 为了提高单晶--氧化物 (SC-NCM) 阴极材料的循环稳定性.
- 调查 (Ce) 和加多 (Gd) 联合兴奋剂对SC-NCM结构完整性和电化学性能的影响.
主要方法:
- 合成单晶LiNi0.83Co0.07Mn0.10O2 (SC-NCM) 材料. 这种材料可以在水中使用.
- 将Ce和Gd离子纳入SC-NCM结构.
- 电化学表征包括循环性能和容量保留测试.
主要成果:
- 在SC-NCM的近表面上,Ce/Gd联合剂形成了一个高区 (Gd化LiCeO和Ce/Gd缩层).
- 这种高区有效地抑制了氧气的演变和氧气空缺的形成.
- 经过修改的SC-NCM (SC-NCM@CG2) 显示出更好的H2-H3相转换可逆性,并在循环过程中减轻了应力/应变.
- SC-NCM@CG2在0.1°C时提供了219.7mAhg-1的初始放电容量,并在100个循环后保持了90.2%的容量.
结论:
- 在高区减少氧气空缺和减轻压力/应变的协同效应防止TM离子迁移,晶格滑动和纳米裂纹形成.
- Ce/Gd联合剂显著提高了SC-NCM阴极材料的循环稳定性,用于先进的LIB.
