多种规模的穿透向稳定富含的阴极

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:

• 富含的分层氧化物 (LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂,x ≥ 0.8) 是高能量密度的离子电池的关键 (>300Wh kg^-1).
• 商业化受限于由于颗粒间裂和缓慢的动力学而导致的循环稳定性和速度能力不佳.

研究的目的:

• 为了提高富含的多层氧化物阴极材料的循环稳定性和速率能力.
• 为了解决颗粒间裂和缓慢的离子扩散动力学.

主要方法:

• 在多晶LiNi_0.83Co_0.11Mn_0.06O₂颗粒上进行了多尺度透策略的应用,这些颗粒先用孔构造进行了预处理.
• 酸被引入谷物间隙,以充当粘合剂并增强离子扩散通路.
• 使用微量胺兴奋剂通过B-O键来加强结构.

主要成果:

• 细胞间裂得到改善,离子扩散动力学得到改善.
• 寄生反应和气体进化被抑制,这是由于一种保护性涂层.
• 用改性样本 (0.5%,B5-NCM) 显示了更高的初始放电容量 (205.5 mAh g^{-1 在0.1C) 和更好的容量保留 (81.7%在100个循环后在1C).}
• 速度性能得到了提高,B5-NCM在5C时达到175.6 mAh g^{-1的性能,而未经修改的样本 (B0-NCM) 的154.6 mAh g-1的性能相比.}

结论:

• 穿透策略有效地提高了富含的层状氧化物阴极的结构完整性和电化学性能.
• 改性提供了一种有希望的方法来克服这些材料的局限性,用于先进的离子电池.