提高高阴极材料的结构稳定性和电化学性能,通过使用外热非氧化物前体的Ti兴奋剂
Tianhang Chen1, Au Nguyen1, Lianfeng Zou2
1Department of Materials Science and Engineering, The Pennsylvania State University, University Park, Pennsylvania 16802, United States.
ACS applied materials & interfaces
|July 4, 2024
概括
一种新的TiN涂层稳定了高阴极材料,提高了电池循环稳定性和性能. 这通过提高能量密度和降低先进离子电池的成本来解决危机.
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:
- 全球危机需要替代阴极材料.
- 高层氧化物提供高能量密度,但缺乏稳定性.
- 格子位移和纳米电流限制了这些材料的循环寿命.
研究的目的:
- 为了稳定LiNi0.917Co0.056Mn0.026O2 (NCM92) 阴极材料.
- 为了提高NCM92.2.的循环稳定性和速度能力.
- 开发一种可扩展的方法来提高阴极性能.
主要方法:
- 通过可扩展的涂层方法引入一种外热TiN剂.
- 在化过程中利用TiN转换的外热反应.
- 在Ni3+位点的Ti补充剂替代形成Ti-O键.
主要成果:
- TiN涂层促进了化,并将阴极形态调整为较小,集成的粒子.
- 观察到改善的扩散系数和结构稳定性.
- 在400个循环中,Ti-doped NCM (NCM92_TiN) 保持了80%的容量 (相对于裸体NCM92的88个循环).
- NCM92_TiN在5C时实现了168mAhg-1的放电容量.
结论:
- 外热TiN兴奋剂是一种稳定高阴极材料的有效策略.
- Ti-doped NCM 显示出显著改善的自行车稳定性和速度能力.
- 这种方法为独立的高性能电池提供了一个有前途的解决方案.
