在LiNi_0.8Mn_0.1Co_0.1O₂表面的剩余化合物转化为基于Li-Mn-P-O的复合涂层,以实现多方面的改进

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:

• LiNi_{0.8}$Mn_{0.1}$Co_{0.1}$O$_{2}$ (NMC811) 是先进的离子电池 (LIB) 的领先阴极材料.
• 表面残留化合物 (RLCs),如LiOH和Li$_{2}$CO$_{3}$,在暴露在空气中时形成,阻碍了NMC811的实际使用.
• 这些RLC会导致不稳定,并降低电池性能.

研究的目的:

• 开发一种化学转化工艺,从NMC811表面去除RLC.
• 为了创建一个由Li$_{3}$PO$_{4}$,LiMn$_{2}$O$_{4}$,LiMnPO$_{4}$相组成的防护混合涂层.
• 为了提高NMC811.11的电化学性能和长期稳定性.

主要方法:

• 采用化学转化策略,用RLCs处理NMC811表面.
• 该过程利用现有的RLCs形成混合涂层.
• 进行了电化学测试,以评估在各种条件下的性能.

主要成果:

• 混合涂层层有效地保护NMC811免受副作用的影响.
• 在0.5C (3.0-4.3V) 中,NMC811在300个循环后保持了80%的容量,在500个循环后保持了66%.
• 该工艺使高电压 (4.7V) 操作成为可能,改善了界面稳定性,减少了阴离子乱,提高了库伦比效率,并最大限度地减少了颗粒裂纹.

结论:

• 开发的化学转化过程成功地减轻了RLC对NMC811.11的有害影响.
• 混合涂层层显著改善NMC811的循环寿命,速率能力和整体电化学性能.
• 这种方法为下一代LIB中高性能NMC811阴极的实际应用提供了一个有前途的途径.