将CHF3温室气体转化为纳米厚的LiF涂层,用于高压阴极离子电池材料
Aleš Štefančič1, Carlos Antonio Fernandes Vaz2, Dominika Baster1
1PSI Center for Energy and Environmental Sciences, Paul Scherrer Institute, 5232, Villigen, Switzerland.
ChemSusChem
|December 16, 2024
概括
一种新方法使用三甲 (CHF3) 在高压阴极材料上创建稳定的化 (LiF) 层,提高离子电池的性能和稳定性.
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
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
背景情况:
- 离子电池的高压阴极材料面临的挑战是表面不稳定性和容量色超过4.3V与Li+/Li.
- 这种不稳定性限制了下一代高能量密度电池的发展.
研究的目的:
- 开发一种简单,可扩展和环保的方法,以提高高压阴极材料的稳定性.
- 研究使用三甲 (CHF3) 的表面化机制和有效性.
主要方法:
- 在气流型反应堆中使用CHF3对阴极材料的均表面化.
- 在LiNi0.8Co0.15Al0.05O2.2.上使用同步子表面光谱学,操作XRD和TEM对LiNi0.8Co0.15Al0.05O2.的LiF涂层的表征.
- 电化学循环性能评价高达4.5V与Li+/Li相比.
主要成果:
- 通过转换偶然的Li2CO3表面层,形成了一个稳定的~2nm均的LiF层.
- 涂上LiF的LiNi0.8Co0.15Al0.05O2在4.5V的100个循环后,阻抗下降了30%,超电压下降了100mV.
- 容量保留超过了94%,提高了丰富的LiNi0.85Co0.1Mn0.05O2.2的速度性能和验证.
结论:
- 使用CHF3表面化是一种有效的策略,可以稳定高压阴极材料.
- 这种方法显著提高了高能量密度离子电池的电化学循环性能和耐用性.
- 这种方法是可扩展的,适用于各种富含Ni的多层氧化物阴极材料.
