NCM523阴极电极的表面涂层由功能障碍块共聚合物/盐复合材料进行
Qiaoyun Wu1,2, Zhuijun Xu2,3, Ying Yu4
1College of Life Sciences, Xinyang Normal University, Xinyang 464000, Henan, P. R. China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|July 12, 2024
概括
富含的分层氧化物阴极的表面修改使用聚-二甲基素-块-聚-烯酸和LiTFSI提高了电池的稳定性. 这种方法提高了阴极-电解质接口的稳定性,抑制了容量衰减,并延长了高功率电池的循环寿命.
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
- 聚合物化学 聚合物化学
背景情况:
- 富含的分层氧化物阴极,如LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523),为高功率电池提供高能量密度.
- 这些阴极因在阴极/液体电解质接口的不良副作用而面临挑战,导致稳定性差,周期寿命缩短.
研究的目的:
- 为了提高NCM523阴极的接口稳定性和周期寿命.
- 为了研究表面修饰的有效性,使用两性双块共聚合物,聚二甲基氧化-块-聚烯酸 (PDMS-b-PAA) 和二三甲硫) 胺 (LiTFSI).
主要方法:
- 使用PDMS-b-PAA和LiTFSI的NCM523颗粒的电极表面修改.
- 使用X射线光电子光谱 (XPS),传输电子显微镜 (TEM) 和电化学阻抗光谱 (EIS) 进行修改的阴极-电解质接口 (CEI) 的表征.
- 电化学性能测试,包括在1.0°C速度下在200个周期内循环稳定性.
主要成果:
- 在修改后,NCM523颗粒表面上形成了一个薄而稳定的CEI.
- 经过修改的NCM523阴极表现出抑制的容量色,在200个循环后保留了82.8%的容量.
- 没有聚合物修饰的对照样本在相同条件下显示了72.7%的更低容量保留.
结论:
- 用双块共聚合物 (PDMS-b-PAA) 和LiTFSI对电极表面进行修改,有效地稳定了Ni富层氧化物阴极中的阴极-电解质接口.
- 这种稳定策略显著提高了NCM523阴极在高功率电池应用中的周期寿命和性能.
