离子电池高Ni阴极中的热驱动微结构的比较研究:多晶和单晶设计的临界化温度
Kyoung Eun Lee1, Yura Kim1, Ju Seong Kim2
1Graduate Institute of Ferrous Ecp Materials Technology, Pohang University of Science and Technology (POSTECH), Pohang 37673, South Korea.
ACS applied materials & interfaces
|April 29, 2024
概括
化温度对离子电池的高阴极微观结构产生重大影响. 在临界温度下合成的单晶设计显示出更好的循环稳定性,与多晶材料不同.
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:
- 高层氧化物阴极为离子电池提供高能量密度.
- 粒子微观结构的机械耐用性对于正极周期的稳定性至关重要.
- 了解合成过程中的微结构演变是提高电池性能的关键.
研究的目的:
- 研究化温度对LiNi0.88Mn0.08Co0.04O2 (N884) 阴极微观结构的影响.
- 确定影响微观结构变化和循环稳定的临界化温度.
- 比较在不同温度下合成的多晶和单晶N884阴极的性能.
主要方法:
- 在不同的化温度下合成LiNi0.88Mn0.08Co0.04O2 (N884).
- 使用观察初级粒子生长和毛孔演变的技术进行微结构分析.
- 电化学循环测试,以评估合成的正极材料的循环保留.
主要成果:
- 烧焦温度的增加导致了矩形初级颗粒的生长和孔隙数量的减少.
- 临界温度 (850°C) 诱导了N884.4中的快速颗粒生长和孔隙减少.
- 聚晶N884在临界温度下合成时显示了较差的循环保留.
- 在临界温度下合成的单晶N884,表现出优越的循环保留.
结论:
- 化温度显著影响高Ni阴极的微观结构和电化学性能.
- 存在一个临界化温度,促进多晶材料中有害的微观结构变化.
- 在这个关键温度下合成的单晶阴极设计克服了微观结构的限制,提高了长期循环能力.


