定制稳定多层动态结构进化使4.6V高压单晶Ni-Rich阴极成为可能
Changqing Hu1,2, Ying Li1, Songnian Li1
1School of Materials Science and Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing, 100081, P. R. China.
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
|July 3, 2025
概括
用Zr和Al修改的单晶Ni丰富的阴极显示了离子电池的增强稳定性和高能量密度. 这种格子修改可以防止降解,在高压条件下提高性能.
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
- 电池技术 电池技术
背景情况:
- 富含的分层氧化物 (NCM) 对高能离子电池具有前景.
- 这些材料存在不稳定性,特别是在高电压下,导致降解.
- 单晶结构提供了潜力,但需要稳定.
研究的目的:
- 通过晶格修改开发一种稳定的富含Ni的阴极.
- 了解提高高压性能背后的机制.
- 为了提高离子电池的耐用性和能量密度.
主要方法:
- 易于进行热处理,将Zr和Al联合化成单晶丰富的阴极.
- 在现场测量以研究结构演变.
- 理论计算和模拟以阐明机制.
主要成果:
- /联合注抑制了相位过渡和异型晶格扭曲.
- 观察到减少了Li/Ni离子混合和改善了Li+扩散.
- 在100个循环 (3.0-4.5V) 后,容量保留提高到96.8%,在4.6V时保持87.8%.
- 实现了774.1 Wh kg-1的高能量密度.
结论:
- 用Zr和Al进行自行设计的晶格修改有效地稳定了富含Ni的阴极.
- 这种方法减轻了批量和界面降解,提高了循环寿命和能量密度.
- 这项工作为开发耐用,高性能离子电池提供了洞察力.
