通过Hf添加对Ni-Rich层状阴极材料的修改:协同微结构工程和表面稳定

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:

• 富含的多层氧化物阴极材料,如,,,氧化物 (LiNiCoAl_1-O₂),对于高能离子电池至关重要.
• 然而,由于在循环过程中由于微裂和表面退化而导致的快速产能下降,它们的实际应用受到阻碍.

研究的目的:

• 为了提高丰富的LiNi_0.9Co_0.08Al_0.02O₂ (NCA90) 阴极材料的电化学性能和循环稳定性.
• 研究 (Hf) 兴奋剂对NCA90.0的微观结构和晶体结构的影响.

主要方法:

• 采用 (Hf) 兴奋剂策略,合成了LiNi_0.895Co_0.08Al_0.02Hf_0.005O₂ (NCA90-Hf0.5).5) 的合成物质.
• 进行微观结构分析,观察粒子形态和排列的变化.
• 进行了电化学循环测试,以评估容量保留和稳定性.

主要成果:

• Hf-doping 将精制的初级颗粒转化为短棒,从而增加二级颗粒的性,降低孔隙性.
• 这种Hf-doped材料表现出稳定的分层结构,由于强大的Hf-O结合,抑制了副作用.
• NCA90-Hf0.5在1C的100个循环后显示出95.3%的优异可逆容量保留,而原始NCA90.0的82.0%.

结论:

• Hf-doping 是一个有效的策略,用于微结构工程和晶体结构的增强,富含Ni的多层阴极.
• 这种方法显著提高了循环稳定性,并减轻了容量衰减,为先进的离子电池铺平了道路.