加强单晶LiNi_0.88Co_0.09Mn_0.03O₂阴极的界面稳定性,并进行多功能表面修饰

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:

• 富含的分层阴极材料 (LiNi$_{x}$Co$_{y}$Mn$_{1-x-y}$O$_{2}$,NCM) 由于接口问题而面临结构不稳定,阻碍了商业化.
• 解决这些缺点对于开发先进的离子电池至关重要.

研究的目的:

• 提出一种新的表面修饰策略,用于丰富的NCM,使用 (Ce) 兴奋剂和现场涂层.
• 为了提高LiNi$_{0.88}$Co$_{0.09}$Mn$_{0.03}$O$_{2}$ (NCM) 的结构稳定性和电化学性能.

主要方法:

• 基于单晶结构的表面修饰.
• 在现场构建Li$_{x}$CeO$_{2}$涂层和Ce表面合.
• 综合的电化学测试和分析.

主要成果:

• Ce-O 结合稳定了氧气框架,抑制了晶格氧气的演变并增强了导电性.
• Li$_{x}$CeO_{2}$涂层减轻了表面的侧面反应,并减少了电极极化.
• 经过修改的NCM@Ce材料显示出高初始放电容量 (196.3 mAh g$^{-1}$) 和200个循环后79.7%的容量保留.

结论:

• 表面修改有效地抑制了H2-H3相位过渡,并提高了导电性.
• 经过Ce修改的NCM阴极表现出优越的电化学性能和高能量密度 (574.3Wh kg$^{-1}$),使其成为下一代电池的前景.