通过固态NMR光谱学对分层离子阴极材料的保护性胺涂层进行结构洞察
Abby R Haworth1,2, Beth I J Johnston3,2, Laura Wheatcroft3,2
1Department of Chemistry, Lancaster University, Lancaster LA1 4YB, U.K.
ACS applied materials & interfaces
|February 2, 2024
概括
层增强了离子电池中的LiNiO2阴极稳定性. 核磁共振 (NMR) 揭示了涂层结构和接口化学,这对于提高电池性能和寿命至关重要.
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
- 固态化学 固态化学
背景情况:
- 层层的过渡金属氧化物,特别是富含的LiNiO2,为离子电池提供高能量密度.
- 在LiNiO2阴极中含量增加导致稳定性降低和容量衰减.
- 研究 (Al2O3) 涂层,以提高 LiNiO2 阴极的表面稳定性和电化学性能.
研究的目的:
- 为了阐明 LiNiO2 阴极上的 Al2O3 涂层的结构特征.
- 了解合金涂层和LiNiO2.2之间的接口化学.
- 为了将涂层结构与改进的电化学性能和容量保留相关联.
主要方法:
- 固态核磁共振 (NMR) 光谱法 (27Al,6,7Li MAS NMR,T1测量结果).
- 粉末X射线衍射 (PXRD). 粉末X射线衍射.
- 电子显微镜. 电子显微镜.
主要成果:
- 在LiNiO2和LiCoO2上厚厚的Al2O3涂层 (10%重量) 呈现出无序的四坐标和六坐标Al-O环境.
- 在LiCoO2上的薄Al2O3涂层 (0.2重量%) 显示LiCo1-xAlxO2和LiAlO2.2的界面相.
- 有证据表明,类似的界面混合发生在LiNiO2上的Al2O3上,影响阴极稳定性.
结论:
- 固态NMR提供了对氧化涂层结构及其与LiNiO2.2的接口的关键见解.
- 了解界面相位形成是优化化涂层以提高离子电池阴极稳定性的关键.
- 进一步的研究可以利用结构知识来最大限度地减少过多的涂层和最大限度地提高电池性能.
更多相关视频
07:55Elemental-sensitive Detection of the Chemistry in Batteries through Soft X-ray Absorption Spectroscopy and Resonant Inelastic X-ray Scattering
Published on: April 17, 2018
12.7K
07:20Screening of Coatings for an All-Solid-State Battery Using In Situ Transmission Electron Microscopy
Published on: January 20, 2023
2.6K
