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Updated: Sep 9, 2025

Characterization of Electrode Materials for Lithium Ion and Sodium Ion Batteries Using Synchrotron Radiation Techniques

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Published on: November 11, 2013

高材料 (NMC622) 和Li₇La₃Zr₂O₁₂之间的反应抑制,用于制造散装型全固态电池:一种新方法及其机制

Naohiro Hayashi¹, Ken Watanabe²

¹Hydrogen Business Development Div., DENSO CORPORATION, Kariya, Aichi, 448-8661, Japan.

Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)

|August 29, 2025

概括

这项研究开发了一种改性阴极材料 (Li1+xNi0.6Mn0.2Co0.2O2),以防止在全固态电池制造过程中发生反应. 这项创新通过与Li7La3Zr2O12电解质共,使高容量的高效固态电池成为可能.

科学领域:

材料科学
电化学
固态化学

背景情况:

与Li7La3Zr2O12 (LLZ) 共同烧结的正极材料是散装型全固态电池 (ASSB) 的关键.
防止LLZ与LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 (NMC622) 等高容量阴极之间的界面反应是一个挑战.
无法控制的反应导致杂质阶段,阻碍了ASSB的性能.

研究的目的:

在与LLZ联合炼过程中,合成一种修改后的NMC622阴极材料,抑制表面反应.
通过调整过量 (x) 和共烧结温度来控制杂质相位的形成.
调查反应机制并确认产生的ASSB的电化学性能.

主要方法:

合成不同含量的Li1+xNi0.6Mn0.2Co0.2O2 (x = 0.01-0.2).
在受控温度 (例如800°C) 上与LLZ电解质共烧结改性阴极.
使用温度升高X射线吸收细结构 (TR-XAFS) 和扫描传输电子显微镜-电子能量损失光谱 (STEM-EELS) 的分析.

主要成果:

优化的过量 (x=0.075) 和在800°C的同烧结防止了杂质相的形成.
在NMC622中减少了阴离子的混合和自我形成的Li2CO3层抑制了界面反应.
已成功制造并证明使用联合烧结Li1.075Ni0.6Mn0.2Co0.2O2/LLZ系统的散装型ASSB的重复操作.

结论:

修改后的NMC622成分有效地抑制了LLZ共聚过程中的有害反应.
控制过量和烧结温度对于没有杂质的接口至关重要.
开发的方法为具有成本效益,高能量密度的全固态电池生产提供了途径.

关键词:

所有固态电池电极/电解质接口石榴石高的阴极材料

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